大型户外LED屏散热设计及仿真分析
LED显示屏散热系统设计
LED显示屏散热系统设计LED显示屏的散热系统设计对于保证LED显示屏的正常运行非常重要。
散热系统的设计需要考虑显示屏所处的环境因素、LED发光产生的热量以及散热元件的选择和布局等方面。
以下是一个设计一个有效的LED显示屏散热系统的思路。
首先，需要考虑显示屏所处的环境因素。
如果显示屏在室外使用，需要考虑环境温度、湿度、日照以及降雨等因素对散热效果的影响。
根据不同的环境条件，可以选择不同的散热元件和技术来实现散热。
其次，需要考虑LED发光产生的热量。
LED显示屏中的LED发光产生的热量较大，如果不及时散热，会导致LED元件的寿命缩短以及亮度减弱等问题。
因此，在设计散热系统时需要考虑如何将LED产生的热量快速导出。
根据以上考虑，可以从以下几个方面进行散热系统的设计：1.散热元件的选择：常见的散热元件包括散热片、散热风扇、散热管等。
在选择散热元件时，需要考虑其散热效果、噪音、使用寿命以及散热方式等因素。
可以通过使用散热风扇和散热片的组合等方式实现有效的散热效果。
2.散热材料的选择：散热材料直接影响散热效果。
一般选择导热性好的材料如铝合金或铜材料来制作散热片和散热器，以提高散热效果。
3.散热结构设计：设计散热结构时需要考虑热量的传导路径和流动，以便将热量有效地导出。
可以通过散热板与显示屏之间增加散热导板，或者在显示屏周围增设散热通道等方式来实现热量的散发。
4.散热控制：可以通过增加散热风扇的控制模块，实现温度监测与控制。
当温度超过一定阈值时，散热风扇可以自动启动并加大转速，以提高散热效果。
5.散热测试与优化：在完成散热系统设计后，需要进行散热测试，并根据测试结果对系统进行优化。
可以通过红外热像仪等设备进行温度分布的检测，找出热点位置并进行修正。
总而言之，设计一个有效的LED显示屏散热系统需要考虑多个因素，包括环境因素、LED发光热量以及散热元件的选择和布局。
通过综合考虑这些因素的相互影响，可以设计出一个高效的散热系统，保证LED显示屏的正常运行。
LED散热分析_图文(精)
——LED 封装用环氧树脂的导热LED 为什么要散热?理论上LED 总的电光转换效率约为54% (这是非常理想的情况下的估计结果, 而制造工艺中的任何疏漏、材料上的任何缺陷均将造成其能量转换效率的下降，而基于目前LED 技术发展的水平，见诸报导的最高的电光转换效率还不到理论值的一半，而实际应用中更多的是不足其理论值的1/4 ！剩余的电能将以热能的形式释放，这就是LED 产生热的原因。
•LED 的热性能直接影响其：•1、发光效率－温度上升，光效降低。
•2、主波长－温度上升，蓝光向短波长漂移，其它颜色向长波长的漂移(红移。
•3、相关色温(CCT－温度上升，白光的相关色温升高，其它颜色的相关色温降低。
•4、正向电压－温度上升，正向电压降低。
•5、反向电流－温度上升，反向电流增大。
•6、热应力－温度上升，热应力增大。
•7、器件的使用寿命－温度上升，器件的使用寿命减短。
•8、如果LED 封装有荧光粉，环氧树脂等，温度的上升还将导致这些材料发生劣化。
假如以结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温为100度时就下降到80%；140度就只有70%。
可见改善散热，控制结温是十分重要的事。
而且，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率，例如Cree 公司的XLamp7090XR-E 的发光量和结温的关系如图2所示。
一、LED为什么要散热图1. 光衰和结温的关系LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED 的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍一、LED为什么要散热•除此以外LED 的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大（恒压供电时）；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题，所以说，LED 的散热是LED 灯具的设计中最为重要的一个问题。
一、LED 为什么要散热二、散热途径热传导和对流需要借助介质进行，而热辐射则不需要(如真空中热量传递基本方式：热传导、热对流、热辐射。
LED灯具散热建模仿真关键问题研究(二)
LED灯具散热建模仿真关键问题研究（二）
4 散热材料导热系数和辐射率
4.1 散热材料导热系数
材料的导热系数高低反映的是材料热传导能力的强弱，热传导是影响散热的
最根本因素，它决定了LED 灯具产生的热量能否有效、快速传递到灯具散热
表面。
不同材料的导热系数因其物理属性、生产工艺等有所不同。
仿真分析
14W LED PAR30 射灯，采用不同导热系数的散热材料，对LED 灯具的工作温度产生的影响，仿真结果如图9 所示，说明材料的导热系数越高，最终的
LED 灯具工作温度越低，散热效果越好。
4.2 散热材料辐射率
不同材料的热辐射系数γ是不相同的，即使是同种材料不同表面处理工艺，其热辐射系数也不尽相同[14],因此在CFD 散热仿真时，必须明确材料及其表面处理情况。
仿真分析了7W LEDPAR16 射灯的散热器表面辐射系数分别为0.95、0.9、0.85、0.8、0.7、0.6、0.5 的温度场情况，图10 和图11 给出了LED 工作温度、散热器平均温度随散热材料辐射系数的变化趋势。
观察仿真
结果可以发现，当材料辐射率在0.80 以上变化时，LED 工作温度、散热器平均温度并未出现较大的变化，说明对于铝制散热器，材料辐射率达到0.80 即可;而当材料辐射率在0.80 以下时，LED 最大温度、散热器平均温度随材料辐射率呈线性变化关系，辐射率越低，温度越高。
因此，在产品散热材料选择时，可以表面辐射率0.80 为参考。
热流仿真分析在高功率LED散热设计中的应用
热流仿真分析在高功率LED散热设计中的应用随着LED技术的不断发展，高功率LED的应用越来越广泛，而其中散热问题也越来越受到关注。
好的散热设计不仅可以保证LED的长期稳定工作，还能延长其寿命。
在散热设计中，热流仿真分析被广泛应用，因其可以帮助工程师更好地了解LED散热过程中的各种热学参数，从而实现更优秀的散热设计。
热流仿真分析是指使用计算机模拟技术，将LED散热设计中的热流场分析、热传导和对流散热等问题进行数值模拟，从而对散热性能进行评估和优化。
其本质是通过对LED芯片内部和周围材料在热传导方面的特性进行模拟和分析，预测LED散热性能、继而进行优化设计的过程。
一般的散热设计工程师在设计LED的散热方案时，首先要对LED的使用环境进行分析，包括空气温度、空气流速、LED灯具的结构、使用寿命等等。
然后，需要了解LED芯片的热性能参数，比如导热系数、材料的热容量、散热器的热传导性能等。
最后，采用热流仿真软件，将这些信息输入计算机，进行热流仿真分析，得出LED散热设计的初步方案，继而进行评估和改进，以达到最优化的散热效果。
在LED散热设计中，热流仿真分析的应用有以下几个优点：1、不同散热设计的比较通过热流仿真分析，工程师可以针对不同的散热方案，进行模拟分析，然后通过比较各种参数的结果，找出最优的散热设计方案。
这种分析方法可以帮助工程师节省时间和成本，避免在实际应用中出现故障和不必要的损失。
2、预测LED使用寿命热流仿真分析可以模拟LED的热流场，并通过计算各种参数的值，预测LED使用寿命。
因为LED灯在高温环境下，其使用寿命会缩短，而热流仿真可以帮助工程师减少LED温度升高的影响，延长使用寿命。
3、降低散热设计成本在LED散热设计阶段，通常需要尽可能地降低成本，热流仿真分析可以通过数值模拟，实现对LED散热器的优化，降低制造成本。
同时，实现更优秀的LED散热设计，可使LED产品的工作性能更高，降低生产成本。
大功率LED的散热研究设计方案
大功率LED的散热设计方案近年来，大功率LED发展较快，在结构和性能上都有较大的改进，产量上升、价格下降；还开发出单颗功率为100W的超大功率白光LED。
与前几年相比较，在发光效率上有长足的进步。
例如，Edison公司前几年的20W白光LED，其光通量为700lm，发光效率为35lm/W。
2007年开发的100W白光LED，其光通量为6000lm，发光效率为60lm/W。
又例如，Lumiled公司最近开发的K2白光LED，与其Ⅰ、Ⅲ系列同类产品比较如表1所示。
从表中可以看出：K2白光LED在光通量、最大结温、热阻及外廓尺寸上都有较大的改进。
Cree公司新推出的XLamp XR～E冷白光LED，其最高亮度挡QS在350mA时光通量可达107～114lm。
这些性能良好的大功率LED给开发LED白光照明灯具创造了条件。
前几年，各种白光LED照明灯具主要是采用小功率Φ5白光LED来做的。
如1～5W的灯泡、15～20W的管灯及40～60W的路灯、投射灯等。
这些灯具使用了几十到几百个Φ5白光LED，生产工艺复杂、可靠性差、故障率高、外壳尺寸大，并且亮度不足。
为改进上述缺点，这几年逐步采用大功率白光LED 来替代Φ5白光LED来设计新型灯具。
例如，用18个2W的白光LED做成的街灯，若采用Φ5白光LED则要几百个。
另外，用一个1.25W的K2系列白光LED，可做成光通量为65lm的强光手电筒，照射距离可达几十M。
若采用Φ5白光LED来做则是不可能的。
图1 结温TJ与相对出光率关系图用大功率LED做的灯具其价格比白炽灯、日光灯、节能灯要高得多，但它的节能效果及寿命比其他灯具也高的多。
如果在路灯系统及候机大厅、大型百货商场或超市、高级宾馆大堂等用电大户的公共场所全部采用LED灯具，其一次性投资较高，但长期的节电效果及经济性都是值得期待的。
在节能和环保两大需求的强力推动下LED的应用己从早年的指示、显示和装饰逐步走向照明领域。
大型户外LED屏散热设计及仿真分析
大型户外LED屏散热设计及仿真分析舒力帆【摘要】本文利用传统设计方法对某大型户外LED屏散热方案进行分析,初步确定边界条件及设计方案.在此基础上基于计算流体动力学(CFD)方法,采用带浮力修正的k-ε模型对某大型户外LED屏散热方案进行精确分析.研究了不同通风散热方案的影响,确定了最优设计方案.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】5页(P42-46)【关键词】LED屏;散热;CFD;通风【作者】舒力帆【作者单位】广州柴炬建筑设计咨询有限公司, 广州510627【正文语种】中文【中图分类】TB657.50 引言散热性能是影响LED屏设计寿命，评价LED屏设计指标是否合理的重要指标。
LED屏幕现场安装后由于散热不畅，屏幕会出现电源保护、掉信号模块不显示、芯片脱落、LED等脱焊等问题。
因此在项目方案设计阶段就应考虑屏幕散热问题，保障LED屏稳定节能运行［1］。
本文针对广州地区大型户外LED屏散热方案研究，探讨类似项目通风设计流程、方法及共性特点。
1 项目概况该项目位于广州某商业广场，是一个改造项目，LED屏长35m，高15m，西南朝向，如图1所示。
其散热主要由LED自身散热及太阳辐射散热两部分构成，由于屏幕本身的性能要求，设计方提出LED屏控制温度为40～50℃，温差不超10℃，温度均匀性尽可能好。
LED屏面积大，自身散热量巨大，且为西南朝向，最不利条件下自然通风难以满足散热需求，解决的主要方案有空调制冷和机械通风。
图1 某广场LED屏2 方案可行性分析2.1 空调制冷采用空调制冷初投资及运行维护费用较高，本项目仅在采用机械通风无法满足需求时考虑。
2.2 机械通风机械通风具有能耗低，适应性强，维护量小等优点。
但有如下难题待解决：（1）机械通风时，内腔的温度是否均匀。
（2）机械通风量的确定。
这些难题需通过CFD模拟进行解决。
3 内热源分析LED屏内腔热源主要来自LED本身及环境太阳辐射。
大功率LED户外壁灯的热分析与散热设计_张创明
2 大功率LED户外壁灯散热分析
大功率 LED 户外壁灯结构的设计涉及外观美 感、密封防水、工艺成本、结构散热等诸多要素， 目前应用最广泛的是筒式结构（截面包括圆形、方 形、椭圆形、多边形等等）。这里以壁灯为例，从 散热分析角度探讨壁灯结构的设计改进，分析方法
18
2013年第4期
（3）热辐射：根据式（3）可知热辐射散热量 比较大。 2.1.3 散热仿真 根据以上分析可知，常见大功率LED户外壁灯 结构在散热设计方面并不合理。由于热传导、热对 流、热辐射并不是单独进行，在进行过程中彼此间 相互影响，难以通过理论精确计算，且计算量较 大，我们使用散热分析软件对壁灯模型实体进行研 究与模拟分析。 为了精确计算，考虑铝基板绝缘层和接触热 阻，定义单颗LED芯片功率为30W，LED芯片支架 为铜，圆筒灯身为铝合金6063，面框和安装支架为 铝合金ADC12，密封圈为硅胶，所有零件都按照实 际使用材料参数定义，仿真结果见图3。
引言
用于照明的 LED 光源是一种光效高、自身发 热率也高的电子元器件，过高的温度会降低LED的 光效、加快光通量衰减速度、缩短LED光源使用寿 命，所以LED灯具产品必须有良好的散热能力。目 前大多数LED灯具的散热方法，是将LED焊接在铝 基板上，再在铝基板背面涂一层导热硅脂并把LED 铝基板固定在散热器上。要进一步降低LED灯具热 量对光源的影响，可以从光源的技术创新和灯具的 结构优化方面考虑。在光源技术创新方面，可以通 过新材料开发、光电子的运动规律、光电子通过
针对具体问题，统筹各个学科的相关知识进行优化 设计，并利用高效率的散热仿真软件进行散热仿真 模拟试验，从中筛选出最佳的散热结构方案，确保 LED能够正确地应用于照明产品中。 敬告：本文公开的技术方案涉及到专利知识产 权。
06 如何做好LED显示屏的散热结构
如何做好LED显示屏的散热结构？—做大屏找晟科系列技巧之六LED显示屏是电子产品，在使用过程中发热是一个正常现象。
小面积的LED显示屏，比如指示牌、门头屏、小的宣传橱窗屏等，面积有限功率有限，发热也有限，一般我们不需要考虑散热问题。
但是大面积的户内LED显示屏和户外大屏，由于发热量累加巨大，我们往往要考虑散热问题。
那么有哪些情况是我们要考虑的呢？笔者将从以下几个方面做一下梳理。
一、功率和面积功率是一个首要考虑因素，一般行业标准做法是，户内LED显示屏播放功率在5KW以下不需要考虑散热问题，对应换算到面积一般在10平方米以内。
户外LED显示屏则严格的多，首先户外LED显示屏功率和发热量比相同面积的户内LED显示屏要大很多，一般也是5KW以下可以不考虑散热问题，对应换算到面积是一般5平方米以内户外LED显示屏可不考虑散热问题。
二、阳光直射情况户内LED显示屏一般不涉及到阳光直射情况。
户外LED大屏多用来播放广告、政府宣传片、公益广告等等，长时间在阳光直射下温度会上升到非常高，尤其是夏天户外LED大屏，表面温度很轻松升温到100℃以上，而屏体内部结构如果不做散热处理，空气不流通，则温度会上升得更高。
故而只要是有阳光直射的情况，我们一般都会做散热结构。
三、屏体内（后）部空间大小一般情况下，LED显示屏正面（前面）是播放面，有空旷的散热空间，而内部（后面）的情况则千差万别。
如果LED显示屏内部（后面）是常规的狭小的有限的空间，我们根据前两个因素来决定做不做散热结构。
但也有一些后部空间大、通风条件好的我们不需要做散热结构。
那么综合以上三个因素，评估结果需要增加散热装置时，我们应该怎么做呢？以下三点使我们经常使用的办法。
一、增加风扇风扇最常用于户外LED大屏的防水箱体，箱体一般厚度在10公分左右，即屏内部（后面）空间非常狭小，我们一般采用风扇构建循环通风系统，常见做法是在防水箱体后门上半部分添加两个风扇，一个风扇往里吹风，一个风扇往外吹风，而箱体内部热气主要在上半部分，这样子就形成了一个外面的凉风往里进，里面的热风往外吹的一个循环通风系统。
关于大功率LED散热技术分析
关于大功率LED散热技术分析摘要：LED在现实生活中应用十分广泛，为了提高LED的使用效率，需要对LED的散热效果进行有效的设计，大功率LED阵列的工作寿命与LED的散热性能有着直接的关系，一般情况下，LED在工作过程中，只有20%的电能转换为光能，而其他只是转化为热能，可见LED在具体的工作过程中，会产生大量的热能，这就需要在LED系统设计中，加强对LED的散热性能进行设计，有效的控制LED的散热方式，通过采用各种散热技术方法来提升LED的散热效果。
在具体的设计中，需要根据LED的使用方法以及LED阵列功率的大小，采用不同的散热技术与散热效果较好的材料，在对PN结的结温进行控制的同时，还要能够有效的降低散热器的热阻，提高散热器的散热效果。
关键词：大功率；LED；散热技术；分析1大功率LED的工作原理分析1.1LED结构PN结是发光二极管(LED)的核心，主要是半导体材料构成的，主要是GaAs（砷化稼)、GaP(磷化稼)、GaAsP(磷砷化稼)等半导体作为PN结的主要材料，在一般情况下，LED的主要PN结是一个以5mm常规半径构成，在PN结的边缘利用0.23mm的正方形管芯将PN结粘接或者烧结在带引线的二极管支架上，将引线作为二极管的阴极，球形触点的金丝键作为二极管的内引线，然后在它们连接到另一支架上，将多个二极管连接在一起就形成了大规模的LED矩阵。
LED发光二极管的工作原理是将电能转化光能力的过程，当在二级管的PN结两端加上正向偏压时，二极管的PN电势发生变化，这时P区的正离子电荷开始向N结流动，而N结的负离子电荷也向P结流动，在P结与N结之间开始形成电势差。
在一个电光转换过程，当在PN结两端加载一个正向偏压时，就会在P结与N结之间的区域形成非电荷平衡，这样在P结与N结形成的系统中，形成的载流子是不稳定的，在PN结中的非平衡空穴要与导带的电子复合，形成电流，而产生的多余载流子的能力会以光的形式辐射出来。
LED集成模组电热特性分析与散热仿真设计的开题报告
LED集成模组电热特性分析与散热仿真设计的开题报告尊敬的评委、老师们：我是XXX，本次论文的题目是“LED集成模组电热特性分析与散热仿真设计”。
一、选题背景和意义近年来，LED光源在照明、显示等领域发展迅速，其高效、节能、环保等特点受到广泛关注。
但是，由于 LED 光源的工作原理、芯片和封装结构等因素，会产生较高的热量，如果不能以有效的方式散热，就会影响LED的使用寿命、性能和稳定性，甚至导致LED的失效。
因此，研究LED的散热问题显得非常重要。
二、研究内容本次研究将以LED集成模组为研究对象，主要涉及以下内容：1.通过理论分析和数值计算，研究LED集成模组的电热特性，包括功耗、热损失、温度分布等参数。
2.设计并实验验证不同散热方式的效果，包括自然对流散热、强制对流散热和传热管使用的强化散热等。
3.基于三维热传导方程，建立数值模型，通过仿真计算LED集成模组在不同工况下的热场分布和温度升高情况。
4.基于分析结果，提出最佳的散热设计方案，优化LED集成模组的散热性能。
三、研究方法和技术路线1. 理论分析和数值计算方法通过热学原理，建立LED集成模组的电热模型，并分析模组的功耗、热损失、表面温度等。
采用计算流体力学(CFD)软件进行传热计算。
2. 散热实验和数据采集方法设计不同散热方式的实验装置，采用热电偶、红外热像仪等设备对LED集成模组散热效果进行测试和数据采集。
3. 热场仿真和优化设计方法建立LED集成模组三维热传导模型，通过计算机仿真分析LED集成模组在不同工况下的温度分布情况，优化散热设计方案。
四、预期成果1. 提出适用于LED集成模组的散热设计方案，较好地解决LED散热问题，提高其使用寿命和稳定性。
2. 研究LED集成模组的热学特性，为LED应用的研究提供重要参考和理论基础。
3. 实验结果和数值模拟结果的比对，验证数值计算方法在LED散热分析中的有效性和可靠性。
以上为本人的研究方向和预期成果，希望能得到各位评委、老师的支持和指导，谢谢！。
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该项目 位 于 广 州 某 商 业 广 场， 是 一 个 改 造 项 目，ＬＥＤ屏长 ３５ｍ，高 １５ｍ，西南朝向，如图 １所 示。其散热主要由 ＬＥＤ自身散热及太阳辐射散热 两部分构成，由于屏幕本身的性能要求，设计方提 出 ＬＥＤ屏控制温度为 ４０～５０℃，温差不超 １０℃， 温度均匀性尽可能好。
根据角系数计算，落到垂直面的散热辐射强度
按水平散热辐射强度的 ５０％计算。得到屏幕计算
辐射强度见表 ２。
４４
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ Ｎｏ．１，２０１９
（Ｖｏｌ３８ ＴｏｔａｌＮｏ．１４６）
表 ２ 屏幕计算辐射强度时来自 （ｈ）１２ １３ １４ １５ １６ １７ １８
４３
图 １ 某广场 ＬＥＤ屏
解决的主要方案有空调制冷和机械通风。
２ 方案可行性分析
２１ 空调制冷 采用空调制冷初投资及运行维护费用较高，本
项目仅在采用机械通风无法满足需求时考虑。 ２２ 机械通风
机械通风具有能耗低，适应性强，维护量小等 优点。但有如下难题待解决：
（１） 机械通风时，内腔的温度是否均匀。 （２） 机械通风量的确定。 这些难题需通过 ＣＦＤ模拟进行解决。
ＬＥＤ屏面 积 大， 自 身 散 热 量 巨 大， 且 为 西 南 朝向，最不利条件下自然通风难以满足散热需求，
收稿日期：２０１９－０１－２１ 作者简介：舒力帆 （１９８４－），男，硕士，工程师，工作及研究方向：暖通空调设计及建筑节能研究。Ｅｍａｉｌ：１１０９１９９１７＠ｑｑｃｏｍ
第 １期２（０第１９３８年卷３总月１４６期） 制 冷
０ 引言
１ 项目概况
散热性能是影响 ＬＥＤ屏设计寿命，评价 ＬＥＤ 屏设计指 标 是 否 合 理 的 重 要 指 标。 ＬＥＤ屏 幕 现 场 安装后由于散热不畅，屏幕会出现电源保护、掉信 号模 块 不 显 示、芯 片 脱 落、ＬＥＤ等 脱 焊 等 问 题。 因此在项目方案设计阶段就应考虑屏幕散热问题， 保障 ＬＥＤ屏稳定节能运行［１］。本文针对广州地区 大型户外 ＬＥＤ屏散热方案研究，探讨类似项目通 风设计流程、方法及共性特点。
ＨｅａｔＤｉｓｓｉｐａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆ ＬａｒｇｅＯｕｔｄｏｏｒＬＥＤ Ｓｃｒｅｅｎ
ＳＨＵＬｉｆａｎ
（ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈａｉｊｕＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＣｏ，Ｌｔｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６２７）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｆｏｒｏｎｅｌａｒｇｅ ｏｕｔｄｏｏｒＬＥＤｓｃｒｅｅｎ，ｔｈｅｎｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅａｒｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄＯｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅ ｋ－εｍｏｄｅｌｗｉｔｈｂｕｏｙａｎｃｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｓａｄｏｐｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｍｅｔｈｏｄｔｏａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｏｎｅｌａｒｇｅｏｕｔｄｏｏｒＬＥＤｓｃｒｅｅｎＴｈｒｏｕｇｈｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＥＤｓｃｒｅｅｎ；Ｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ；ＣＦＤ；Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ
辐射 （Ｗ／ｍ２） ９２６ ８２４ ６６４ ４６２ ２４４ ５８
按散射辐射占 ４０％，直射辐射占 ６０％ 计算。
屏幕朝向平均为西偏南 ３０度，按 ７月 ２１日计算。
直射辐射强度计算公式：
Ｉｄｖ＝Ｉｄｈ／ｓｉｎｈｓ×ｃｏｓｈｓ×ｃｏｓＲ
（１）
式中：
Ｉｄｈ—水平面辐射强度；
Ｈｓ—太阳高度角；
Ｒ—墙面法线与阳光投影线的夹角。
根据 《民用建筑热工 设 计 规 范》 （ＧＢ５０１７６
－９３）［２］附录 ３提供的广州地区水 平 辐 射 强 度 见 表 １：
表 １ 广州地区水平辐射强度
时刻 ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２
（ｈ）
辐射 （Ｗ／ｍ２） ５８ ２４４ ４６２ ６６４ ８２４ ９２６ ９６２
时刻 （ｈ）
１３ １４ １５ １６ １７ １８
３ 内热源分析
ＬＥＤ屏内腔热源主要来自 ＬＥＤ本身及环境太 阳辐射。 ３１ ＬＥＤ散热量
经厂家测算，ＬＥＤ屏由 ５４０个 ９６０×９６０×１２０ 的模块箱组成，每个箱体模块在正常工作状态下的 最高发 热 量 为 １９４Ｗ。折 算 成 单 位 面 积 散 热 量 为 ２１０Ｗ／ｍ２。 ３２ 太阳辐射散热量
４２
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ Ｎｏ．１，２０１９
（Ｖｏｌ３８ ＴｏｔａｌＮｏ．１４６）
文章编号：ＩＳＳＮ１００５－９１８０（２０１９）０１－００４２－０５
大型户外 ＬＥＤ屏散热设计及仿真分析
舒力帆
（广州柴炬建筑设计咨询有限公司，广州 ５１０６２７）
［摘要］ 本文利用传统设计方法对某大型户外 ＬＥＤ屏散热方案进行分析，初步确定边界条件及设计方案。 在此基础上基于计算流体动力学 （ＣＦＤ） 方法，采用带浮力修正的 ｋ－ε模型对某大型户外 ＬＥＤ屏散热方案 进行精确分析。研究了不同通风散热方案的影响，确定了最优设计方案。 ［关键词］ ＬＥＤ屏；散热；ＣＦＤ；通风 ［中图分类号］ ＴＢ６５７５ ［文献标示码］ Ａ ｄｏｉ：１０３９６９／ＪＩＳＳＮ１００５－９１８０２０１９０１００８
辐射 （Ｗ／ｍ２） ２０５ ３１４ ３９０ ４２２ ４０１ ３２０ １７５
辐射最 大 时 刻 为 下 午 １５时，辐 射 为 ４２２Ｗ／
ｍ２，表面太阳辐射吸收系数 取 ０９。室 外 换 热 系
数：
ｈ＝１０９＋４２ｖ