Имеем патрон лампы 1000Вт нужно внутрь патрона установить плату с контроллером, как лучше отводить тепло от платы?
Других контруктивных вариантов (плату убрать подальше от лампы) нет.

Пожалуй тут не "тепло отводить", а "тепло не пускать", т.е. обеспечить, для начала, теплоизоляцию патрона (платы) от лампы. Согласно усем законам термодинамики тепловая энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым.

Ценный совет. Может, предложите способ? А заодно прикидку, через какое время даже при самой хорошей из применимых здесь изоляций температура платы достигнет температуры цоколя лампы. Предположим, лампа висит спиралью вниз....
Я думаю, максимум, через полчаса. Кто больше?

А вообще задача сложная. До какой температуры разогревается патрон, не меряли?

Я... Больше...
Чисто теоретически максимум не будет достигнут никогда, если только лампочку не выключать и напряжение сети не менять...

Да сложная. Но интересная. Температура может достигать 300-350 град C

Я прорабатывал несколько вариантов -
обдув потоком воздуха (вентилятор) недорого, но неэффективно;
охлаждение трехступенчатыми элементами Пельтье - эффективно, но дорого.

Наихудший вариант.
Даже безо всяких контроллеров, цоколям это не очень нравится. Перегрев максимальный. Помимо теплопередачи от более горячей лампочки, имеет место быть офигительный перегрев от конвенции.

Конструкция светильника должна предусматривать отражение тепла, рассеиваемого спиралью.
Теплопроводность баллона лампы низкая, т. е. цоколь сильно нагреваться не должен.
Теплообмен в светильнике лучше организовать принудительный, вентилятором.

А что есть "самый хороший"? Если делать по непрактичному принципу "мы за ценой не постоим", то ждать вам придется долго:
- цоколь проектируется как хороший термос (число стенок >2);
- конструктивно, число точек соприкосновения платы с внутренними стенками цоколя делается минимальным, да и располагаться они должны с торцевой стороны цоколя (противоположной баллону);
- подбирается материал-прокладка с минимальной теплопроводностью между баллоном лампы и соприкасающейся с ней частью цоколя-термоса;
- внутри баллона ставится рефлектор;
- в дополнение к рефлектору, на внутреней части задней поверхности балона лампы (там, где соединяется с цоколем) напыляется отражающее покрытие;
- ...
Остается еще мелкий вопрос теплообмена по, собственно, токонесущим жилам до спирали.
Это всё для иллюстрации, если плату монтировать в цоколь (бывает и такое).

А уж когда она (плата) в патроне, то вариантов вообще вагон. И тележка еще за углом стоит..

Даже теоретически совсем не факт. Если даже пренебречь излучением и минимизировать теплопередачу по корпусу, конвекция всё равно унесёт тепло наверх. Теоретически цоколь (если он вверху) и патрон, соответственно, может быть даже горячее колбы лампы. Это ещё без учёта собственного разогрева элементов.


А Вы оптимист! О том, как устроена лампа, рассказывать не стоило - это понятно. Только "не пускать" от лампы тепло в патрон - о каком "вагоне вариантов" речь? Особенно, если решение должно быть герметизированным.

Ну что Вы... Одумайтесь... У Вас закон термодинамики нарушается - перенос тепла от холодного к горячему... Приделаем к этому делу тепловую машину - вечный двигатель готов.. Патентуете?

Конечно, если патрон не из полониевого сплава.... Тогда да... Но я в такое не верю...

А здесь можно раскрыть содержание "вагона" - плата как раз в патроне?

Да, еще - лампа инфракрасная (длинная трубка) и соответственно патроны с боков лампы

Да нет, ничего не нарушается. Источник тепла ведь - спираль, а что она нагреет больше, что меньше....
Рановато патентовать...

Дык сдует вентилятор 350 град Цельсия до 40-50 град - где можно об этом почитать/промоделировать/посчитать?

А 350 грд - это в каком месте? Там, где плата должна быть установлена?
За пределы патрона выносить теплоотвод допускается?

Зачем вам ажн целый вагон? Возьмите тележку. Вот джентельменский набор простейших мер:

1. Снаружи патрон защищаем металлической сеткой, с ячейком меньшей длины волны инфракрасного излучения лампы. Если лампа "жжет" в диапазоне каком-то, то ячейку рассчитываем на мин. длину волны из диапазона излучения. Кроме того, патрон снаружи должен иметь белый цвет (есть например фарфоровые) или покрытие посеребрением, в общем должен дополнительно отражать тот "коротковолновый минимум", что сможет просочиться сквозь сетку.

2. Внутри патрон также делаем по принципу термоса: внутрь монтируется цилиндр. Внешняя стенка этого цилиндра и внутренняя стенка патрона не соприкасаются и имеют покрытие посеребрением. Торец цилиндра со стороны входа цоколя глухой и выходит в глухую стенку патрона, т.е. цоколь не должен "светить" тепловым излучением впрямую на цилиндр. Воздух в пространстве между ними прокачивам вентилятором. Патрон и цилиндр конструктивно связаны со стороны крепления патрона к стене через "подложку" с минимальной теплопроводностью , здесь же можно и вентилятор разместить. Воздухозаборник для него желательно вынести. Универсальным, но худшим, решением будет забор воздуха рядом с патроном, но это лучше, чем ничего. По своему опыту: температура воздуха вокруг патрона долго работающей лампы намного меньше температуры цоколя и патрона. На нее и надо опираться как на точку отсчета - рано или поздно, но при длительной работе (в худшем случае) плата нагреется до температуры воздуха + саморазогрев.

3. Плату размещаем внутри цилиндра. Плата не касается его внутренних стенок (их тоже серебрим). Точка крепления с той же стороны, где патрон крепится к стене. Скажем, это может быть какой-нибудь диэлектрический винт, полый внутри. Через это отверстие пропускаем все провода как входные для платы, так и выходные, идущие к цоколю.

------------------------------------------------
Общий смысл такой: обеспечиваем (в комплексе) максимальное тепловое сопротивление на пути от лампы к плате со всех сторон, а просочившиеся излишки сдуваем вентилятором.

Современные нанотехнологии здесь как раз пригодятся.

Такие вещи даже на коленках делаются в домашних условиях.

Металлическая сетка с ячейками меньше микрона - наколенной технологией? Хорошо, допустим. А какой в ней прок?

Экранирование. Обычная металлическая сетка с ячейкой 0.2мм (1230руб за 1м2) отсекает бОльшую часть длинноволной области инфракрасного диапазона (200мкм..2000мкм). Излучение лампы в этой части спектра уже не будет нагревать патрон. Можно опуститься до ячейки 1-2мкм, но тут придется рассматривать специальные металлизированные ткани.
Чтобы оценить эффективность, надо знать распределение мощности по спектру его лампы.

Что-то я не улавливаю смысл. Чем это экранирование эффективнее просто зеркала?

Сетка и есть зеркало. Только дешевле и технологичнее.

Пожалуй, вопросов больше не имею...

Не знаю, чему удивляетесь. Для ИК волн, у которых длина волны больше ячейки, сетка будет работать как зеркало. Впрочем, ради бога, если есть тех. возможность напыления/осаждения сплошного слоя алюминия, то почему бы и нет. Только там нюанс: толщина слоя должна быть достаточно большой (иначе будет отражать только в видимой части) и хорошая адгезия с материалом на Т >80гр, если делать слой на патроне. Последнюю проблему можно обойти, если патрон не оставлять открытым в "голом" виде, а закрыть его декоративным копаком, на внутреннюю сторону которого и напылять сколько надо.
P.S.: Вообще, если поспрашивать металлургов и пожарных, то костюмы, армированные сеткой, работают лучше, чем фольгированные.

Спасибо за подробный совет.
Остается непонятка с медью провода от лампы к плате (нужен электрический контакт/цепь) по которому такж е хорошо будет передоваться тепло;(

1. От платы до цоколя использовать алюминий. У него теплопроводность в 1.7 раза раза меньше чем у меди, а электр. проводимость вполне приемлемая для данного случая.

Для лампы накаливания в 300Вт, висящей вниз, после многочасовой работы:
Температура цоколя: 185 гр.С
Температура изоляции алюминиевого провода на расстоянии 6см от цоколя: 54 грС

2. Провода с цоколя идут на плату не по кратчайшему пути, а прокладываются вдоль внутренних стенок патрона (лучше в углублениях), не касаясь стенок цилиндра и заходят в плату с торцевой стороны патрона. С этой же стороны, как уже указывалось, в плату заходят внешние провода. Вот их как раз и делаем медными. И в этом самом месте хитро обеспечиваем хороший тепловой контакт между медными и алюминиевыми проводами, естесна исключив электрический. Идея в том, сливать "тепло" с алюминия на входящие извне медные провода.

3. Часть потока воздуха с вентилятора также отводим и внутрь цилиндра, где плата.

Внутри колб сильных ламп накаливания часто делают "зеркальце" для отражения света, направленного в сторону цоколя. Иначе цоколь будет разогреваться нипадеццки.
Кроме того, в местах контакта цоколя с токопроводящими шинами происходит выделение тепла вследствие плохого контакта (окисления выводов). По эти причинам, цоколь в обычной лампочке разогрет до высокой температуры.
Так что получить температуру в патроне порядка 120 гр. весьма тяжело.
Единственное, что приходит в голову - полная изоляция патрона и цоколя от излучения и конвекции с помощью экранов и применением соответствующих ламп, а также переделка конструкции патрона для минимизации тепловыделение на контактах и обеспечения естественного или принудительного охлаждения.
Не думаю,однако, что сей способ слишком уж хорош, потому, как сложен технологически.
Может, стОит подумать о применении более эффективных в энергетическом отношении ламп? С такой же отдачей света при меньшей мощности?

Батенька, дык, он и электропроводность имеет в 1,7 раза меньше, чем у меди.

Да будет Вам известно, медь с алюминием "плохо уживаются". Коррозия будет сильной.

По поводу низкой теплопроводности впомнились выводы транзисторов МП26-39-42 - греешь паяльником и если длинный вывод, долго пальцем держать можно. Интересно, что за материал/сплав?

В данном случае низкая теплопроводность важней.


Не будет коррозии - они ведь не контактируют непосредственно.

М. б. ковар ( 29НК). Его можно позолотить.
С проводами проблемы здесь не будет, берется термостойкий (тефлоновый к примеру) провод с никелированной жилой.
Странно, что проблема тепловой изоляции нагревателя от рукоятки, каким-то чудодейственным образом решена в паяльниках.
Насколько я понял, речь о разъемах такого типа, как на картинке.
Никаких проблем с нагревом здесь быть не должно.

Где именно, в каком месте?
Градиент распределения T по корпусу патрона обычной лампы накаливания с P=300Вт, висящей вниз:
T у края патрона со стороны колбы = 92 грС
T посередине корпуса патрона = 71 грС
T у торца патрона = 50 грС
И это при отягчающих факторах:
- на колбе слой пыли;
- патрон обычный, из черной термостойкой пластмассы;
- патрон работает на лампу этой мощности более 3 лет по 12 часов в день непрерывно (контакт давно разбился и окислился);

Так что скорее наоборот, получить T на патроне >120грС надо еще постараться.

Не для всех паяльник хватило чудес, даже не смотря на то, что температура нагревателя в паяльнике
сильно ниже нити накаливания лампы.

Пока непонятна в вопросе степень реконструкции покупного патрона/изготовление совсем нового и специфичного, конструкция корпуса "светильника" и прочие IPx.

В принципе, часть патрона с платой не мешает вынести за корпус/отражатель (примерно как было сделано в некоторых лабораторных фотофонарях), сделать его люминевым, зачернить и снабдить развитым оребрением и, если хочется, обдувом.

Послушайте, а, может, довольно писать здесь глупости?
Неужто не понимаете, что медные и алюминиевые провода при одинаковом электрическом сопротивлении будут иметь одинаковую теплопроводность?
Об остальных Ваших "перлах" я пока помолчу. Подумайте сами, что Вы пишете.

Вы бредите. Нужно сливать не тепло, а электроны.

Явно ферромагнитный сплав.
после откусывания выводов они прекрасно притягивались магнитом. Я их так с пола собирал.

Ага. А лучше кремнийорганику и/или стекловолокно.
М.б. и провод не понадобится, если будут конструировать патрон заново




Евгений, НК29 ферромагнитится с пола?

Уважаемый, предлагаю Вам обратиться к словарю русского языка, и выяснить, в чём различие предлогов "на" и "в".

Должон, натюрлих.

Размерность смотрите теплопроводности и удельного сопротивления. Как вы дыни с арбузами умудрились напрямую повязать?


Да не смешите своими перлами. Читайте физику о природе тепловой энергии. Это прежде всего механические колебания структуры вещества, как то: молекул или атомов кристаллической решетки. Какие электроны и куда вы собрались сливать? Чушь какая-то..

Зер гут!

Тогда дарю идею, пока добрый

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Стекло/минватой, шобы конвекции не было, сами заполните полированный изнутри "градиентный" цилиндр

Магнитится.

Если бы Вы учили физику в школе, то знали бы, что для чистых металлов они таки повязаны.


А ток через что подводить собрались, экселенц?

О! Я точно таким его себе и представлял.
Но сканера дома не имею.
Кстати, прокладку (цилиндр) из фторопласта сделать можно. Теплопроводность низкая.
Вентилятор для такой конструкции, видимо, не потребуется.

Евгений, такое впечатление, что Вы проверили это прямо сейчас под столом.

Фторопласт, думаю, лишний. Выигрыш будет не такой большой а спецификацию и кол-во операций раздует

Вентилятор - опция. Чтобы зарплату за его обслуживание/чистку/смазку платить

Дык, это по сути конструкция, далёкая от стандартного патрона. Можно ли её применять? Автор, помнится, настаивал, что плата должна быть непременно размещена в патроне. Наверное, имелся в виду стандартный...

То Stanislav: blackbit имел в виду, как я понимаю, что провода от платы до лампы могут быть алюминиевыми, поскольку уменьшение теплопроводности здесь важно, а увеличение сопротивления сильно не скажется, поскольку отрезки короткие. А передача тепла с алюминиевых выходных проводов на медные входные должна происходить без электрического контакта (через теплопроводящую изоляцию), поэтому о биметаллических эффектах здесь речь не идёт.

То blackbit: Ваш пример по градиенту для 300-ваттной лампы, но не забывайте, что у автора киловаттная....

Красиво формулируете!
Предлагаю слово "проводов" заменить на "этих хреновин", а то непонятно, как они будут проводить электричество без электрического контакта...

А что, медные меньшей толщины выбрать нельзя? Обязательно таки алюминий?

Бр-р...
Месье знает толк в извращениях, однако...

Посмотрите вот сюда, например. Или сюда. У таких дивайсов светоотдача гораздо больше, чем у обычных ламп накаливания, и, думается, без патрона спец. конструкции обойтись будет можно, за счёт меньшей мощности.

Настаиваю, прямо-таки, на полОсках, как имеющих наибольшую площадь поверхности... Можно полирнуть для лучшего теплосъема теплопередачей в минвату


Станислав, пример с хид не очень. Там мощщ меньше на полтора порядка, а КПД "в свет" лучше

Всё правильно, я не против.
Для этого медные провода меньшей толщины нужно расплющить.

Ну, дык, может, не стОит извращаться? Поставить "сетевые" галогенки, и вуаля.
Конвекционный экран лучше всё-таки сделать. Ну, и полОски.
Металлогалогенки, конечно, дороговаты. Да и управлять ими - проблема, если контроллер должен заниматься именно этим.

Да вроде как вопрошающему ИК надо, а не светить, или я что-то путаю?

Если балласт для хид, то в патрон не влезет однозначно, там дроссель в том или ином виде и система поджига.
Стандартные кососветные хид-светильники - примерно половина объема занимает балласт и поджигалка



Можно молотком на кувалде

Да там у автора какая-то своя ИК-лампа, видимо, тоже не случайно...

Можно предложить вопрошающему керамические нагреватели, если температура устраивает.
Вспоминаем тарельчатый обогреватель времен СССР, открытая спираль, отражатель и никаких специальных патронов.
Вентилятор как опция, для экспортного исполнения.

Где он его найдет-то? Это надо будет СССР сначала восстанавливать...

Кстати, действительно непонятно, зачем автору именно лампа для ИК Существует куча других более эффективных преобразователей "ляктричество-ИК" от панелей ИК-подогрева пцб в паяльных ИК-станциях до стеклокерамических варочных ИК кухОнных панелей...

Так ведь в природе по-любому всё связано. Прямая зависимость есть? У Cu и Al разнца в уд. сопр. 1.575 а по теплопроводности 1.652. И у разных металлов эти отношения сильно прыгают. Al привел как дешевый пример, может Майк и сплав найдет какой приемлимый.


Батенька, так ведь одно дело Q самого тока, другое дело передача тепловой P от цоколя. Может Q как раз можно и пренебречь на таком фоне T и длине?


Читайте условия задачи внимательнее. Собираетесь устроить электрический контакт между входными проводами и идущими к цоколю? плата пусть просто так висит? Тогда предлагаю заменить слово "плата" на "эта хреновина". Майку понравится. Короче, как я так понял, плата включена в разрыв.


Да хто ж его знает.. может для медицины чего лепит?

Честно говоря, читать-то особо нечего.
Речь ведь о минимизации теплопередачи от цоколя к плате (или в тот объем, где плата) в том числе, по этому я как-то не имел ввиду пока "медные провода до электрического щитка, которые питают устройство" так как первый про IPx изделия упомянул я, кажется...
Ну а от требований к исполнению по защитам и электробезопасности будет зависеть иполнение того, что в ЩР или розетку вставляется.

Майку, надеюсь, не Тайсону? А то вдруг ухи пооткусывает несогласным...