專利名稱：高效節(jié)能大功率led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明裝置，具體為一種高效節(jié)能大功率LED照明裝置。
背景技術(shù)：
在如體育館、足球場(chǎng)、廣場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪、道路等大型公共場(chǎng)所，為避開地面運(yùn)動(dòng)物體的障礙并且實(shí)現(xiàn)大面積照明，所裝燈具要求高高度、高照度。傳統(tǒng)的鈉燈、金鹵燈等，或者目前其他LED燈具，由于其最高照度及重量的限制，需要安裝數(shù)量極多的燈具才能滿足類似上述場(chǎng)所的照明要求。傳統(tǒng)的鈉燈、金鹵燈等，或者目前其他LED燈具，其產(chǎn)生的熱量都是依靠燈殼或散熱片自然散熱，要在保證散熱的前提下實(shí)現(xiàn)大功率照明，燈體的結(jié)構(gòu)和重量是十分龐大的。 目前也有一些LED燈具采取液體循環(huán)至散熱器的散熱辦法，但散熱器還是依附在燈具上，不能減輕燈具重量。另外，這種依靠燈殼或散熱片自然散熱的方式一般是將熱量直接擴(kuò)散到空氣中，除了影響周圍環(huán)境外，還會(huì)對(duì)能源造成極大的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、重量降低、安裝方便、節(jié)約能耗、可以實(shí)現(xiàn)更高功率照明的LED照明裝置。本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高效節(jié)能大功率LED照明裝置，包括主要由若干LED燈頭組成的LED燈組、獨(dú)立于所述LED燈組設(shè)置的儲(chǔ)水單元以及用于對(duì)裝置進(jìn)行供電和控制的供電控制組件，所述LED燈頭包括LED發(fā)光單元以及設(shè)置于LED發(fā)光單元背部的水流通道，LED發(fā)光單元的供電端與供電控制組件連接，水流通道上設(shè)置有進(jìn)水孔和出水孔，儲(chǔ)水單元內(nèi)設(shè)置有互相隔離的冷水區(qū)和熱水區(qū)，冷水區(qū)通過(guò)冷水管路與各LED燈頭的進(jìn)水孔連接，熱水區(qū)通過(guò)熱水管路與各LED燈頭的出水孔連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，冷水區(qū)和熱水區(qū)之間設(shè)置有可連通冷水區(qū)和熱水區(qū)的自循環(huán)冷卻閥門，自循環(huán)冷卻閥門的控制端與供電控制組件連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，高效節(jié)能大功率LED照明裝置包括備用水溫冷卻裝置，備用水溫冷卻裝置的進(jìn)水端通過(guò)水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥并接到熱水區(qū)和LED燈頭之間的熱水管路上，備用水溫冷卻裝置的出水端連接到熱水區(qū)，備用水溫冷卻裝置及水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥的控制端分別與供電控制組件連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，熱水區(qū)上設(shè)置有熱水出口，熱水區(qū)通過(guò)熱水出口與外部的熱水供應(yīng)管路連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，冷水區(qū)上設(shè)置有冷水入口，外部供水管路通過(guò)冷水入口與冷水區(qū)連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，高效節(jié)能大功率LED照明裝置包括太陽(yáng)能電池組，太陽(yáng)能電池組的輸出端與供電控制組件連接。[0012]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述LED燈頭及熱水區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有溫度探測(cè)器，溫度探測(cè)器的輸出端與供電控制組件連接。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述LED發(fā)光單元包括一金屬基板以及以陣列的方式緊貼安裝于金屬基板表面的LED發(fā)光體，水流通道為分布于金屬基板背面的連續(xù)均勻“之”字型通道結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述LED發(fā)光體包括緊貼于金屬基板的銅基板以及設(shè)置于銅基板上方的異型透鏡，銅基板上安裝有LED發(fā)光陣列，異型透 鏡通過(guò)一設(shè)置于銅基板上的密封硅膠圈固定，銅基板上于LED發(fā)光陣列的外側(cè)還設(shè)置有銅基板硅膠圈。所述異型透鏡包括一中間下凹、兩側(cè)凸起成駝峰結(jié)構(gòu)的配光曲面，LED發(fā)光陣列設(shè)置于異型透鏡的焦點(diǎn)位置處。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型LED燈頭內(nèi)的水流通道與獨(dú)立與LED燈組的儲(chǔ)水單元形成分體式冷卻裝置，這種分體式冷卻裝置使得燈頭的整體重量大大減小，燈頭安裝更加方便，在同等重量的條件下單個(gè)燈頭能夠?qū)崿F(xiàn)更大功率的照明，一般可以高出5倍的照度，功率能夠達(dá)到IOOOw或以上，在實(shí)現(xiàn)同樣照明效果的條件下所需的燈頭數(shù)量更少；N個(gè)燈頭可以同時(shí)使用一個(gè)儲(chǔ)水單元，裝置的組成復(fù)雜程度和制作成本都可以大大降低；燈頭工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量用于對(duì)水體進(jìn)行加熱，這些加熱后的熱水可以直接供人們使用，能量利用率能夠提高85%以上。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成框圖；圖2為本實(shí)用新型LED燈頭一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中實(shí)施例另一角度的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為水流通道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為L(zhǎng)ED發(fā)光體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)DI至圖4，本實(shí)用新型的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，包括主要由若干LED燈頭I組成的LED燈組2、獨(dú)立于所述LED燈組2設(shè)置的儲(chǔ)水單元3以及用于對(duì)裝置進(jìn)行供電和控制的供電控制組件4，所述LED燈頭I包括LED發(fā)光單元以及設(shè)置于LED發(fā)光單元背部的水流通道5，LED發(fā)光單元的供電端與供電控制組件4連接，水流通道5上設(shè)置有進(jìn)水孔6和出水孔7，儲(chǔ)水單元3內(nèi)設(shè)置有互相隔離的冷水區(qū)8和熱水區(qū)9，冷水區(qū)8通過(guò)冷水管路10與各LED燈頭I的進(jìn)水孔6連接，熱水區(qū)9通過(guò)熱水管路11與各LED燈頭I的出水孔7連接。具體應(yīng)用時(shí)，一般還會(huì)進(jìn)一步設(shè)置水泵等設(shè)備使得冷熱水循環(huán)能夠順利形成。本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)時(shí)，LED燈組2所包含的LED燈頭I數(shù)量根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，儲(chǔ)水單元3可以為一移動(dòng)式設(shè)備，也可以為一固定的水池。本實(shí)用新型用于路燈照明使用時(shí)，LED燈頭I安裝于燈柱上，而儲(chǔ)水單元3則可以獨(dú)立地安裝于燈柱的下方，使得燈柱上所安裝燈具的體積和重量大大減小。本實(shí)用新型工作時(shí)，冷水區(qū)中的冷水隨著冷水管路10進(jìn)入到燈頭的水流通道5內(nèi)，沿水流通道5流動(dòng)，在燈頭發(fā)熱所產(chǎn)生熱量的作用下，冷水升溫變?yōu)闊崴?，這些熱水從水流通道5流出后送回?zé)崴畢^(qū)9中供人們使用。例如本實(shí)用新型作為體育館照明時(shí)，可給運(yùn)動(dòng)員提供洗澡熱水；作為辦公、商場(chǎng)照明時(shí)可給客人提供洗手熱水；作為道路照明時(shí)可給城市供暖熱水預(yù)熱；作為家庭照明時(shí)可提供日用熱水。當(dāng)冷水區(qū)8和熱水區(qū)9互相獨(dú)立時(shí)，冷水區(qū)8是作為單一的冷水源使用，此時(shí)，冷水區(qū)8上設(shè)置有冷水入口 16，外部供水管路(如自來(lái)水管道)通過(guò)冷水入口 16與冷水區(qū)8連接，即外部供水管路直接向裝置提供冷卻水源，而熱水區(qū)9則作為單一的熱水供應(yīng)源使用，此時(shí)，熱水區(qū)9上設(shè)置有熱水出口 15，熱水區(qū)9通過(guò)熱水出口 15與外部的熱水供應(yīng)管路連接，用于向外部供應(yīng)熱水。但作為優(yōu)選的實(shí)施方式，水流在冷水區(qū)和熱水區(qū)之間也應(yīng)可以流動(dòng)。在此情況下，冷水區(qū)8和熱水區(qū)9之間 設(shè)置有可連通冷水區(qū)8和熱水區(qū)9的自循環(huán)冷卻閥門12，自循環(huán)冷卻閥門12的控制端與供電控制組件4連接。當(dāng)自循環(huán)冷卻閥門12開通時(shí)，水流可以在冷水區(qū)-冷水管路-水流通道-熱水管路-熱水區(qū)-冷水區(qū)之間不斷循環(huán)，確保熱水區(qū)中的水源無(wú)人使用時(shí)因?yàn)闊崴畢^(qū)熱水裝滿而不得不停止裝置的冷卻循環(huán)的情況出現(xiàn)。在此情況下，裝置會(huì)根據(jù)冷水區(qū)和熱水區(qū)的儲(chǔ)水情況而決定是否需要補(bǔ)充水源，冷水區(qū)和熱水區(qū)內(nèi)會(huì)在相應(yīng)的位置設(shè)置水位檢測(cè)器，用于檢測(cè)儲(chǔ)水情況，一旦儲(chǔ)水過(guò)低，裝置便會(huì)通過(guò)供電控制組件4控制外部向冷水區(qū)補(bǔ)充水體，確保能夠滿足冷卻循環(huán)和使用的需求。如上所述，當(dāng)裝置在沒有冷水補(bǔ)充的情況下并且采用冷水區(qū)-冷水管路-水流通道-熱水管路-熱水區(qū)-冷水區(qū)不斷循環(huán)冷卻方式時(shí)，裝置內(nèi)部的冷卻水會(huì)不斷升高，這些水體對(duì)燈頭的冷卻作用會(huì)逐漸減低，對(duì)燈頭的使用安全存在嚴(yán)重的隱患。為了避免這種情況的發(fā)生，本實(shí)用新型優(yōu)選包括備用水溫冷卻裝置13，備用水溫冷卻裝置13的進(jìn)水端通過(guò)水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥14并接到熱水區(qū)9和LED燈頭I之間的熱水管路11上，備用水溫冷卻裝置13的出水端連接到熱水區(qū)9，備用水溫冷卻裝置13及水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥14的控制端分別與供電控制組件4連接。當(dāng)管路內(nèi)水溫過(guò)高時(shí)，水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥14會(huì)自動(dòng)切換，使得熱水先經(jīng)過(guò)備用水溫冷卻裝置13進(jìn)行冷卻后再送入熱水區(qū)中，保證水循環(huán)冷卻裝置能夠一直對(duì)燈頭進(jìn)行冷卻。備用水溫冷卻裝置13其結(jié)構(gòu)主要是由散熱片以及強(qiáng)冷風(fēng)扇組成。與之相對(duì)應(yīng)，熱水區(qū)9內(nèi)應(yīng)優(yōu)選設(shè)置有溫度探測(cè)器18，溫度探測(cè)器18的輸出端與供電控制組件4連接。當(dāng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的位置存在溫度過(guò)高的情況時(shí)，供電控制組件4控制備用水溫冷卻裝置13及水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥14工作。為了進(jìn)一步節(jié)約能耗，使得裝置工作更加環(huán)保，本實(shí)用新型優(yōu)選包括太陽(yáng)能電池組17，太陽(yáng)能電池組17的輸出端與供電控制組件4連接，與之相對(duì)應(yīng)，供電控制組件4應(yīng)包括一蓄電池組。設(shè)置有上述太陽(yáng)能電池組17后，本實(shí)用新型便可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能、電能轉(zhuǎn)換成光、在光電轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生的熱能用于熱水加溫、熱水用于日常生活所需的整個(gè)能量使用循環(huán)，基本實(shí)現(xiàn)了零能耗，用戶在安裝此裝置后，只需付出極少的代價(jià)便可以實(shí)現(xiàn)一直的大功率照明。除了上述太陽(yáng)能電池組、蓄電池組外，裝置一般還需要與市電連接。工作時(shí)，太陽(yáng)能通過(guò)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)化成電能給蓄電池組充電，當(dāng)蓄電池組能量足夠時(shí)，燈具可使用蓄電池組能量點(diǎn)亮LED燈頭，當(dāng)蓄電池能量耗盡，裝置自動(dòng)切換至市電供電，此時(shí)裝置將使用恒流開關(guān)電源向LED燈頭供電。為了使得本照明裝置工作更加高效，如圖I和圖4所示，LED發(fā)光單元包括一金屬基板19以及以陣列的方式緊貼安裝于金屬基板19表面的LED發(fā)光體20，水流通道5為分布于金屬基板19背面的連續(xù)均勻“之”字型通道結(jié)構(gòu)。這種設(shè)置方式可以確保LED發(fā)光體20工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量更好地通過(guò)傳遞到水體上。LED發(fā)光體20優(yōu)選包括緊貼于金屬基板19的銅基板21以及設(shè)置于銅基板21上方的異型透鏡22，銅基板21上安裝有LED發(fā)光陣列23，異型透鏡22通過(guò)一設(shè)置于銅基板21上的密封硅膠圈24固定，銅基板21上于LED發(fā)光陣列23的外側(cè)還設(shè)置有銅基板硅膠圈25。進(jìn)一步優(yōu)選的是，異型透鏡22包括一中間下凹、兩側(cè)凸起成駝峰結(jié)構(gòu)的配光曲面，LED發(fā)光陣列23設(shè)置于異型透鏡22的焦點(diǎn)位置處。上述結(jié)構(gòu)既可用于集成芯片單透鏡的方式，又可保證LED芯片之間有一定的距離，使散熱良好、避免熱干擾效應(yīng)；同時(shí)采用了大面積、足夠厚度的高導(dǎo)熱系數(shù)的銅基板作為“熱沉”體，能夠迅速將LED結(jié)溫?cái)U(kuò)散，使LED結(jié)溫“TJ”與銅基板溫度“TA”基本相等，也就是說(shuō)，這種結(jié)構(gòu)LED發(fā)光體的散熱通道熱阻基本為零。這種零熱阻的LED發(fā)光體可以確保冷卻管路內(nèi)的水體在溫度較高的前提下也可以對(duì)燈頭進(jìn)行較好的散熱，采用上述結(jié)構(gòu)后，裝置即使持續(xù)工作于內(nèi)部自循環(huán)狀態(tài)一段較長(zhǎng)的時(shí)間也可以確保安全狀態(tài)。另外，為了保證熱水的使用，熱水區(qū)內(nèi)還可以優(yōu)選設(shè)置備用加熱器，當(dāng)熱水溫度低 于30°C時(shí)啟動(dòng)備用加溫器工作以保證提供熱水；當(dāng)熱水溫度高于35°C度時(shí)切斷備用加溫器電源。為了保證LED燈頭工作正常，LED燈頭I優(yōu)選裝有溫度探測(cè)器，當(dāng)燈頭溫度超過(guò)80 0C時(shí)裝置自動(dòng)切斷該燈頭電源。本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，只要其以基本相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于包括主要由若干LED燈頭(I)組成的LED燈組(2)、獨(dú)立于所述LED燈組(2)設(shè)置的儲(chǔ)水單元(3)以及用于對(duì)裝置進(jìn)行供電和控制的供電控制組件(4)，所述LED燈頭(I)包括LED發(fā)光單元以及設(shè)置于LED發(fā)光單元背部的水流通道(5)，LED發(fā)光單元的供電端與供電控制組件(4)連接，水流通道(5)上設(shè)置有進(jìn)水孔(6)和出水孔(7)，儲(chǔ)水單元(3)內(nèi)設(shè)置有互相隔離的冷水區(qū)(8)和熱水區(qū)(9)，冷水區(qū)(8)通過(guò)冷水管路(10)與各LED燈頭(I)的進(jìn)水孔(6)連接，熱水區(qū)(9)通過(guò)熱水管路(11)與各LED燈頭(I)的出水孔(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于冷水區(qū)(8)和熱水區(qū)(9)之間設(shè)置有可連通冷水區(qū)(8)和熱水區(qū)(9)的自循環(huán)冷卻閥門(12)，自循環(huán)冷卻閥門(12)的控制端與供電控制組件(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于包括備用水溫冷卻裝置(13)，備用水溫冷卻裝置(13)的進(jìn)水端通過(guò)水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥(14)并接到熱水區(qū)(9)和LED燈頭(I)之間的熱水管路(11)上，備用水溫冷卻裝置(13)的出水端連接到熱水區(qū)(9)，備用水溫冷卻裝置(13)及水溫過(guò)熱保護(hù)交換閥(14)的控制端分別與供電控制組件(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于熱水區(qū)(9)上設(shè)置有熱水出口(15)，熱水區(qū)(9)通過(guò)熱水出口(15)與外部的熱水供應(yīng)管路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于冷水區(qū)(8)上設(shè)置有冷水入口( 16)，外部供水管路通過(guò)冷水入口( 16)與冷水區(qū)(8)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于包括太陽(yáng)能電池組(17 )，太陽(yáng)能電池組(17 )的輸出端與供電控制組件(4 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于所述LED燈頭(I)及熱水區(qū)(9)內(nèi)分別設(shè)置有溫度探測(cè)器(18)，溫度探測(cè)器(18)的輸出端與供電控制組件(4)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于所述LED發(fā)光單元包括一金屬基板(19)以及以陣列的方式緊貼安裝于金屬基板(19)表面的LED發(fā)光體(20)，水流通道(5)為分布于金屬基板(19)背面的連續(xù)均勻“之”字型通道結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于所述LED發(fā)光體(20)包括緊貼于金屬基板(19)的銅基板(21)以及設(shè)置于銅基板(21)上方的異型透鏡(22)，銅基板(21)上安裝有LED發(fā)光陣列(23)，異型透鏡(22)通過(guò)一設(shè)置于銅基板(21)上的密封硅膠圈(24)固定，銅基板(21)上于LED發(fā)光陣列(23)的外側(cè)還設(shè)置有銅基板硅膠圈(25)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效節(jié)能大功率LED照明裝置，其特征在于所述異型透鏡(22)包括一中間下凹、兩側(cè)凸起成駝峰結(jié)構(gòu)的配光曲面，LED發(fā)光陣列(23)設(shè)置于異型透鏡(22)的焦點(diǎn)位置處。
專利摘要本實(shí)用新型公開了高效節(jié)能大功率LED照明裝置，包括LED燈組、獨(dú)立于所述LED燈組設(shè)置的儲(chǔ)水單元，所述LED燈頭包括LED發(fā)光單元以及水流通道，儲(chǔ)水單元內(nèi)設(shè)置有互相隔離的冷水區(qū)和熱水區(qū)，冷水區(qū)通過(guò)冷水管路與各LED燈頭的進(jìn)水孔連接，熱水區(qū)通過(guò)熱水管路與各LED燈頭的出水孔連接。本實(shí)用新型燈頭的整體重量大大減小，燈頭安裝更加方便，在同等重量的條件下單個(gè)燈頭能夠?qū)崿F(xiàn)更大功率的照明在實(shí)現(xiàn)同樣照明效果的條件下所需的燈頭數(shù)量更少；裝置的組成復(fù)雜程度和制作成本都可以大大降低；燈頭工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量用于對(duì)水體進(jìn)行加熱，這些加熱后的熱水可以直接供人們使用，能量利用率能夠提高85%以上。
文檔編號(hào)F21V5/04GK202511174SQ20122011103
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者林梅, 梁亞堯, 程繼金, 謝彪 申請(qǐng)人:珠海亮碼光電科技有限公司