Para los accesorios de iluminación industrial, en particular las bahías altas de estilo OVNI en las que los circuitos y los LED están alojados en una carcasa cerrada, un diseño térmico eficiente es fundamental para reducir la temperatura de funcionamiento de dicho dispositivo optoelectrónico y, al mismo tiempo, mejorar el rendimiento y la confiabilidad. El diseño térmico generalmente se centra en el disipador de calor, que suele ser una carcasa de luminaria integrada cuando se trata de diseños de gran altura. Un disipador de calor está diseñado para alejar el calor de las uniones de cada LED y de la carcasa del controlador. Los disipadores de calor normalmente comprenden un material conductor del calor, como un metal, e incluyen aletas o canales para aumentar la superficie del disipador de calor para proporcionar un mayor intercambio de calor por convección con el aire ambiente. El alojamiento puede contener una cámara de ventilación térmica integrada fundida en el alojamiento. La conductividad térmica de una carcasa de gran altura está determinada por la composición del material y las condiciones ambientales. La eliminación del calor residual por conducción térmica también se estructura en las geometrías de los elementos del sistema. Los disipadores de calor se pueden construir con cualquier material de alta conductividad térmica, incluidos, entre otros, cobre, aluminio o aleaciones metálicas. Aunque el cobre puede tener una conductividad térmica de hasta 400 W/mK o más. El aluminio es el metal más preferido para los disipadores de calor debido a su conductividad térmica relativamente alta y su facilidad de fabricación. Para mejorar la disipación de calor y la resistencia a la corrosión, se pueden aplicar acabados de pintura en polvo acrílico tanto en las superficies internas como externas de la carcasa de aluminio.
El disipador de calor de aluminio se puede fabricar en diferentes procesos con costos y rendimientos variados. Los disipadores de calor estampados son la solución térmica de menor costo pero menos eficientes que los disipadores de calor extruidos y los disipadores de calor fundidos a presión. El proceso de extrusión es ventajoso en la fabricación de perfiles de aletas complejos que permiten una mayor disipación de calor a través de una mayor superficie. Los disipadores de calor forjados tienen una pureza de aluminio muy alta y, en consecuencia, tienen una excelente conductividad térmica, generalmente un 20 por ciento más alta que los disipadores de calor extruidos y fundidos a presión. El aluminio de alta pureza puede tener una conductividad térmica a temperatura ambiente de aproximadamente 210 W/mK. La fabricación por extrusión y fundición a presión implica a menudo elementos de aleación para facilitar el procesamiento, pero estas impurezas son negativas para las propiedades térmicas. Un disipador de calor de aluminio extruido o fundido a presión tiene una conductividad térmica de aproximadamente 160-200 W/mK. Dado que la relación costo/rendimiento suele ser la consideración clave en el diseño del sistema, los disipadores de calor forjados se usan con menos frecuencia que otros tipos de disipadores de calor. Además, las carcasas de luz de gran altura fundidas a presión ofrecen una construcción de una sola pieza y eliminan las operaciones secundarias, como el mecanizado y el ensamblaje, y se pueden moldear con muchas características, como aletas, cámaras, ventilaciones o aberturas dedicadas, o formas específicas para una máxima disipación de calor. Los accesorios modernos de gran altura UFO se diseñan cada vez más con factores de forma aerodinámicos por consideraciones estéticas, así como una mejor gestión térmica. Las carcasas de las luminarias correctamente diseñadas, por ejemplo, pueden evitar la acumulación de polvo a largo plazo y la conductividad térmica del sistema no se deteriorará.
Una mejor gestión térmica permite que los LED de alta potencia de una luminaria de bahía alta funcionen a niveles de corriente más altos, al tiempo que mitiga los efectos negativos sobre la vida útil y la salida de luz que normalmente se relacionan con las altas temperaturas ambientales. Los diseñadores tienen un par de formas de mantener fríos los LED de alta potencia mediante el uso de otras tecnologías de gestión térmica pasiva, como los ensamblajes basados en tubos de calor. Un sistema de tubería de calor utiliza transferencia de calor de dos fases a través de la evaporación y condensación de un fluido de trabajo. Se han desarrollado otras estrategias de gestión térmica que utilizan dispositivos de refrigeración activos, como ventiladores, para irradiar calor desde los LED. La convección de aire forzado generada por un ventilador puede aumentar la transferencia de calor al ambiente.
