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Kühl-/Wärmemanagement-Lösungen

LED-Leuchten leben länger mit modernen Belüftungslösungen

6. August 2014, 13:44 Uhr | Von Gary Chan und Henning von Lepel

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Atmende Leuchten sind ausgeglichen

Über- und Unterdruck kann nur durch kontinuierlichen Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck eine offene Labyrinthdichtung einzusetzen, birgt allerdings die Gefahr, dass die Leuchte verschmutzt wird und durch Wasser die Elektronik korrodiert. Das Gehäuse muss „atmen“ können und gleichzeitig vor Wasser und Schmutz abgeschottet werden.

Robustere Dichtungen, zusätzliche Gehäuseschrauben, dickere Gehäuse oder Vergusswerkstoffe können die Gehäuse zwar hermetisch abschotten, sind allerdings extrem teuer und steigern zusätzlich das Gewicht. Da durch alle Kunststoffe auch Wasserdampf diffundiert, würde diese hermetische Abdichtung auch zwingend ein Metallgehäuse erfordern. Zudem würde in vollständig versiegelten Gehäusen ein Unterdruck entstehen, wodurch sie nur noch schwer zu öffnen wären.

Die effektivste Lösung bildet ein Belüftungselement mit einer in beide Richtungen durchlässigen Membran. Gore setzt in seinen Belüftungslösungen expandiertes Polytetrafluoroethylen (ePTFE) ein, das aufgrund der geringen freien Oberflächenenergie über ausgezeichnete wasserabweisende Eigenschaften verfügt. Die Mikrostruktur ist gerade offen genug, um Luftmoleküle und Wasserdampf durchzulassen, und dennoch so feinporig, dass sie selbst kleinste Schmutzpartikel und Wasser abhält.

Vergleichstests sprechen für die Membrantechnologie

Vergleichstests zwischen unbelüfteten LED-Leuchten und solchen mit Belüftungsmembran demonstrieren eindrucksvoll, wie effektiv Druckunterschiede ausgeglichen werden. Bild 2 zeigt den Druckverlauf über fünf Tage hinweg: In dem unbelüfteten Gehäuse entstehen Druckspitzen von bis zu 6,2 mbar nach dem Anschalten und -6,9 mbar nach dem Ausschalten. In dem belüfteten Gehäuse herrschen hingegen ausgeglichene Druckverhältnisse, die auch beim Ein- und Ausschalten nur um ±0,69 mbar abweichen. Ein derart geringer Unter- beziehungsweise Überdruck belastet die Dichtungen so minimal, dass sie die Leuchte auch langfristig vor Wasser und Schmutz zuverlässig schützen.
Doch ein Belüftungselement wirkt sich nicht nur positiv auf die Druckverhältnisse aus, auch die Luftfeuchtigkeit im Gehäuse wird durch den Luftaustausch in einem unproblematischen Bereich gehalten. Ein Vergleich der relativen Luftfeuchtigkeit über zehn Tage hinweg zeigt, dass sie in der abgedichteten mit 100 Prozent deutlich höher ist als in der belüfteten Leuchte. Durch die hohe Luftfeuchtigkeit bildet sich in der unbelüfteten Leuchte Kondensat (siehe Bild). Dies wiederum verringert die Lichtqualität und kann zu Korrosion führen.