臺灣博碩士論文加值系統

LED燈的發光效率及壽命與工作溫度息息相關，過高的溫度會使LED燈的壽命及發光效率大幅下降。LED燈發光所產生的熱，也屬一種可利用的能源。若能善用這份能源，同時降低LED燈溫度，可謂是一舉兩得。本論文發展一套LED燈熱交換系統，以單晶片電能IC PS2100為控制核心，整合了LED燈具、熱交換模組、熱水供應系統、以及電壓/電流、溫度和水流感測等。透過將熱交換模組的水吸收LED燈的熱能能夠有效的降低LED燈具的溫度，並將吸收熱能的水導入熱水供應系統中，可減少熱水供應系統加熱時間及消耗電能，達到節能減碳的功效。本系統可針對不同場合，調整LED燈具和熱交換系統的數量，經研究顯示安裝規模越大的場所，節能減碳的效果越顯著。

The luminous efficiency and lifetime of a LED luminaire is closely related to its operating temperature. Overheat or working at higher temperature would substantially decline the luminous efficiency and lifetime. However, the heat generated by the LED lights, also is a kind of energy available. If we can make good use of this energy, and reduce the LED light temperature in the meantime, it can be described as double benefit. In this thesis, a heat exchange system of the LED lighting is developed by a single-chip power IC PS2100 as the control core. This system integrates a LED lighting, a heat exchange module, a hot water supply system, as well as the sensing of voltage, current, temperature and water flow and so on. The heat absorption by the water in the heat exchange module can effectively reduce the temperature of a LED lamp. Meanwhile, supplying the water absorbing heat into the hot water supply system can also reduce the heating time and power consumption as well, to achieve energy saving and carbon reduction. The system can be for different occasions by adjusting the number of LED lamps and heat exchange systems. This study shows that the larger the installation place, the more significant the effect of power saving and carbon reduction.

中文摘要...................................................................I
Abstract..................................................................II
誌謝.......................................................................III
目錄.......................................................................III
表目錄.....................................................................VI
圖目錄.....................................................................VII
第一章緒論...................................................................1
1.1研究動機與目的.............................................................1
1.2論文大綱與章節.............................................................2
第二章LED燈具與電熱水器理論基礎................................................3
2.1LED基本介紹...............................................................3
2.1.1LED工作原理.............................................................3
2.1.2LED半導體製程...........................................................5
2.2LED溫度與發光之效率........................................................8
2.3LED燈具散熱方式...........................................................11
2.4LED之應用................................................................12
2.4.1白光LED發光原理.........................................................14
2.5LED光學原理介紹...........................................................17
2.6熱水供應器介紹............................................................21
1.瓦斯熱水供器...............................................................21
2.電熱水供器................................................................22
(1)儲熱式電熱水供器..........................................................22
(2)瞬熱式電熱水供器..........................................................23
3.太陽能熱水供器.............................................................24
4.熱泵熱水供器...............................................................25
2.7LED燈透過熱交換模組整合熱水供應器............................................26
第三章LED燈熱交換系統設計......................................................27
3.1控制模組..................................................................27
3.2LED燈具...................................................................29
3.3電能感測..................................................................29
3.4水溫感測..................................................................31
3.5水流感測..................................................................33
3.6熱交換模組................................................................35
第四章實驗方法與結果..........................................................37
4.1LED燈具溫度利用之效益及以水冷方式對燈具照度之影響.............................39
4.2安裝控制模組後對熱交換系統加入水溫控制之效益..................................42
4.3傳統電熱水器加裝LED燈具熱交換系統前後之比較...................................45
4.4計算各場所安裝燈具數及分析燈具熱能利用之效益..................................47
第五章結論與未來發展..........................................................51
5.1結論......................................................................51
5.2未來發展..................................................................51
參考文獻.....................................................................53

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