Kühl-/Wärmemanagement-Lösungen LED-Leuchten leben länger mit modernen Belüftungslösungen

Beispieldiagramm für Druckänderungen in einem belüfteten und unbelüfteten Gehäuse
Beispieldiagramm für Druckänderungen in einem belüfteten und unbelüfteten Gehäuse

LED-Leuchten, die im Außenbereich eingesetzt werden, sind zahlreichen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Bereits die Temperaturdifferenzen im normalen Tagesverlauf können den Dichtungen des Leuchtengehäuses im Laufe der Zeit massiv zusetzen. Um dies zu verhindern, werden moderne Belüftungslösungen eingesetzt, die das Gehäuse "atmen" lassen.

LED-Leuchten lösen herkömmliche Glühlampen in vielen Anwendungen Schritt für Schritt ab. Im Außenbereich müssen sie jedoch – damit sie ihre Stärken als langlebiges Leuchtmittel ausspielen können – vor Witterungseinflüssen geschützt werden. Hier sind die LEDs bereits durch geringe Temperaturschwankungen enormen Luftdruckdifferenzen ausgesetzt.

Druckunterschiede belasten die Dichtungen des Gehäuses im Lauf der Zeit so stark, dass sie die Elektronik nicht mehr zuverlässig schützen. Eindringende Flüssigkeiten und Schmutzpartikel können nicht nur den Wirkungsgrad der LED beeinträchtigen, sondern auch Korrosion sowie Kurzschlüsse auslösen und so die empfindlichen Elektronikkomponenten im Inneren zerstören.

Die Herausforderung für LED-Hersteller besteht darin, Druckunterschiede zwischen dem Luftdruck im Gehäuse sowie der Umgebungsluft auszugleichen. Dadurch verringert sich auch das Risiko, dass sich durch Kondensation Wasser innen an der Scheibe sammelt und das austretende Licht trübt.

LED-Leuchten unter Druck

Wie wichtig es ist, dass die Druckunterschiede ausgeglichen werden, zeigt das Beispiel in Bild 1: Ein Temperaturabfall von 65 auf 15 °C erzeugt in einem Gehäuse mit 5 Liter freiem Luftvolumen einen Unterdruck von -140 mbar. Bereits eine geringere Druckdifferenz von 70 mbar kann für die Dichtungen des Leuchtengehäuses schädlich sein und bei wiederholter Belastung dazu führen, dass das Material ermüdet. Wettererscheinungen wie ein Gewitter an einem heißen Sommertag oder die nächtliche Abkühlung nach stundenlanger Sonneneinstrahlung führen zu Luftdruckschwankungen, die erheblichen Stress auf die Dichtungen ausüben. Jedes Mal, wenn die Temperatur im LED-Gehäuse steigt, dehnt sich die Luft aus und drückt die Dichtungen nach außen. Fällt die Temperatur ab, zieht sich die Luft im Inneren zusammen und der entstehende Unterdruck zieht die Dichtungen nach innen. Dadurch ermüdet das Dichtungsmaterial im Lauf der Zeit und schützt die Elektronik nicht mehr vor Flüssigkeiten und Schmutz.

Weitere Ursachen für Luftdruckdifferenzen sind der sogenannte thermische Schock, zum Beispiel wenn die heiße Leuchte plötzlich mit kaltem Wasser oder Schnee in Berührung kommt, sowie Höhenunterschiede, denen Leuchten auf ihren Transportwegen ausgesetzt sind. Von ihren weltweit verteilten Produktionsstätten werden die Produkte heute oft per Flugzeug transportiert, wodurch die Leuchten einem Luftdruckunterschied von gut 1000 mbar am Boden und einem Kabinendruck in der Luft von 800 bis 850 mbar ausgesetzt sind. LEDs geben zwar nicht so viel Wärme ab wie Glühbirnen, aber durch das An- und Ausschalten entstehen im Inneren der Leuchte Temperaturunterschiede, die ebenfalls zu Druckdifferenzen führen.