Příklady aplikace LED modulů ve svítidlech

Zásadní problém aplikace LED diod s vyšším výkonem je jejich dostatečné chlazení. Protože jsem s LED osvětlením počítal už při stavbě domu, ke všem svítidlům jsem umístil velké chladiče do stropů. Toto řešení se ukázalo jako plně vyhovující až do výkonu 30W. Chladič ve stropě je použitelný pro svítidla, která svítí z úrovně stropu. Proto je výběr omezený na downlighty (bodovky) a přisazená stropní svítidla. Pro jiné typy svítidel (lustry) je potřeba řešit chlazení přímo ve svítidle.

Předřadník napájený malým napětím (soustava SELV 32V) umísťuji do stropu buď úplně bez krytí, potom nesmím desku plošného spoje položit na chladič, nebo v "košilce" ze smrštivé bužírky. V ní jsou otvory pro svorky a trimr pro nastavení intenzity světla. Není problém umístit do stropu též předřadník pro 230V, pokud má všechny náležitosti - krytí a tepelnou ochranu. Předřadníky k halogenkám se též takto umísťují do stropu.

Důležitou součástí svítidel s výkonovými LED diodami je matné sklo, není příjemné a ani zdravé dívat se přímo na LED diody. Je to bodový a velmi intenzivní zdroj světla. Zatím co v LED žárovkách se obvykle používají ledky s příkonem max. 0,5W (světelný výkon pod 0,1W) s plochou čipu přes 10mm2, u ledek Oslon square vychází 0,5W světelného výkonu z 3mm2. Pokud těsně k ledce přiblížíme papír, světlo do něj vypálí černý puntík. Matné sklo způsobí, že světlo vychází z mnohem větší plochy a neoslňuje.

Pokud máme ve stropě chladič, bodovka určená původně pro halogenovou žárovku je nejsnadněji realizovatelné svítidlo. Některé menší typy svítidel jsou matným sklem již vybaveny, u jiných je nutné sklo sklo doplnit. Kolečko o průměru 50 mm se do svítidla přichytí pod kroužek určený pro přichycení žárovky.

Bodovka s osvětlovacím LED modulem svítí jinak než s halogenovou nebo LED žárovkou. Žárovka s reflektorem vyzařuje do stran pouze malou část světla, většina světelného výkonu je zrcadlem soustředěna do omezeného úhlu pod svítidlo. Podobně svítí i většina 12V LED žárovek. Osvětlovací LED modul má vyzařovací úhel 120 stupňů a matné sklo svítidla světlo ještě více rozptýlí. Bodovka svítí více do stran a rovnoměrněji osvětlí celý prostor. Pro osvětlení lze potom použít větší výkon, než když svítidlo svítí jen pod sebe. Osvětlovací modul se sedmi LED diodami dává při příkonu 20W světelný tok 1500 lm, což je více, než má 100W žárovka. Je to pro tak malé svítidlo maximum, aby ještě při přímém pohledu příliš neoslňovalo. Pro vyšší světelný tok je vhodné volit svítidla s větší plochou skla.

Omezením bodovek je, že neosvětlí strop. Zatím co LED modul bez svítidla má vyzařovací úhel omezený okrajema díry a na zdi vytváří ostré rozhraní kam až svítí, svítidlo svítí z roviny matného skla a jeho vyzařovací úhel je podstatně větší. Stín pod stropem je neostrý a mnohem méně výrazný.

Bodovky pro halogenky

Bodovka Kanlux Marin CT-S80 má sklo až úplně navrchu, má největší možný vyzařovací úhel a osvítí stěny až téměř pod strop. Jeho součástí je i matné sklo. Celkový estetický dojem kazí, že proti průměru svítidla je průměr skla malý. Svítidlo sedí na stropě na těsnícím kroužku (doporučuji vyhodit) a možná proto okolo svítidla prosvítá. Pro tak malé sklo asi měly být ledky blíž, aby nesvítily mimo sklo.

Bodovka Kanlux Argus CT-2114 je jen rámeček, kde sklo má být tvořeno reflektorem žárovky. Matné sklo je potřeba doplnit. Sklo je asi o 5 mm utopené pod úrovní rámečku, svítidlo neosvětlí stěny až úplně ke stropu. V chemických potřebách jsem nakoupil 50 mm hodinová skla a zmatnil jsem je brusným papírem. Vypouklé sklo rozšíří úhel osvětlení. Estetický dojem je samosřejmě individuální, ale mě se tyhle bodovky kdysi líbily.

Nakonec jsem si udělal hezčí a jednodušší svítidla. Do sádrokartonu jsem zašrouboval čtyři vruty, z tenkého antireflexního skla (používá se na pasparty) jsem si nechal nařezat a zabrousit čtverečky a protože antireflexní sklo není dost matné, nalepil jsem na ně zmatňovací fólii. Na šroubky jsem dal malé neodymové magnety a další na sklo, udrží se to dobře.

Stropní svítidlo

Svítidlo bylo původně vybavené dvěma objímkami, které jsem odstranil. Protože mám ledky ve stropě, udělal jsem do základního plechu svítidla díru. LED modul jsem nejprve zkusil, jak svítí z díry ve stropě. Osvítí pouze část stínítka, takže takhle asi ne. Po podložení LED modulu hliníkovým hranolkem 25x25x40 mm se ledky dostaly na úroveň základního plechu a už osvětlí celé stínítko.

U tak velkého svítidla se též nabízí možnost umístit ledky přímo do svítidla, pokud není k dispozici chadič ve stropě. Pro chlazení ledek nelze použít základní plech svítidla, který je v mém případě ocelový a poměrně tenký. Je potřeba na něj umístit hliníkový plech alespoň 2 mm tlustý, aby se teplo rozvedlo do plochy. Pokud nelze umístit předřadník do stropu a musí být ve svítidle, je potřeba použít více menších modulů a rozmístit je tak, aby stín předřadníku nevadil. Zároveň se tím lépe rozloží produkované teplo do celé plochy. Různé žebrované chladičové profily nejsou ve svítidle velkým přínosem, protože cirkulace vzduchu je tam velmi omezená.

Chlazení betonovým stropem

Další možností chlazení LED modulů je využití dobré tepelné vodivosti betonového stropu. Al plech 120x120 mm tl. 2mm přitažený centrálním šroubem ke stropu uchladí ledky s příkonem 20W tak, že plech okolo ledek má teplotu pod 50 st.C. Pokud by se na plech nanesla vrstva akrylu nebo podobného poddajného materiálu, zlepšil by se přechod tepla z ledek do stropu a stačilo by použít plech s menšími rozměry.

Pro ukázku bylo zapojeno 10 ledek s proudem 0,7A. Plech s LED moduly bude překryt plochým stropním svítidlem, u kterého bude odstraněna objímka a v plechu svítidla bude vyříznuta díra pro sestavu LED modulů s chladičem. Předřadník pro 230V omezuje z jedné strany vyzařovací úhel ledek, což částečně vyrovná matné sklo svítidla. Stín od předřadníku lze též vykrýt tak, že se LED moduly namontují na obě strany od předřadníku. Aby plech ležel na stropě celou plochou, musí být všechny šrouby zapuštěné.