LED Lampen haben eine hohe Effizienz im Vergleich zu den herkömmlichen Leuchtmitteln. Trotzdem werden manche LED Leuchtmittel in bestimmten Einbausituationen sehr warm. Vor allem GU10 Leuchtmittel und Einbaustrahler haben oft eine hohe Wärmeentwicklung. Hier erfährst du, weshalb manche LED Lampen eine hohe Wärmeabgabe haben und worauf du dabei achten musst.

Wärmeentwicklung von LED Lampen

Die LED Technik ist im Vergleich zu den alten Glüh- und Halogenlampen deutlich effizienter geworden. Die alten Leuchtmittel konnte man im eingeschalteten Zustand nicht anfassen, ohne sich zu verbrennen. Durch den hohen Wirkungsgrad der LED Lampen könnte man meinen, dass diese kaum noch Abwärme produzieren. Dies ist leider ein Wunschtraum, denn selbst bei aktueller LED Technik entsteht immer noch eine gewisse Abwärme.

Wärmeabgabe von Glühlampe und LED

Die Wärmeentwicklung von LED Lampen fällt im Vergleich zur alten Glühlampe deutlich geringer aus. Glühlampen erzeugen aus der eingespeisten Energie nur etwa 5% Licht, die restlichen 95% werden in Wärme umgewandelt. Bei aktuellen LED Lampen sieht es deutlich besser aus. Hier werden etwa 40% der eingesetzten Energie in sichtbares Licht umgewandelt und nur 60% in Wärme.

Die Prozentwerte zeigen den Unterschied in der Wärmeentwicklung zwischen beiden Licht-Techniken. Noch deutlicher wird es beim Vergleich von zwei gleich hellen Leuchtmitteln:

  • 60W Glühlampe mit 730 lm
  • 6W LED Leuchtmittel mit 730 lm

Die Glühlampe setzt 95% der eingesetzten Energie in Wärme um. Das LED Leuchtmittel erreicht einen Wirkungsgrad von 35% und setzt 65% der eingesetzten Energie in Wärme um.

Beispiel: Wärmeabgabe berechnen

Glühlampe: 60W · 0,95 (95%) = 57W Wärmeleistung

LED: 6W · 0,65 (65%) = 3,9W Wärmeleistung

Die Verlustwärme der Glühlampe fällt fast 15 mal so hoch aus wie die der LED.

Erzeugen LEDs Infrarot Wärme?

Im vorigen Beispiel erzeugt die Glühlampe 57W Verlustwärme. Diese wird in Form von nicht sichtbarer Infrarot-Strahlung an die Umgebung abgestrahlt. Dadurch erhitzt sich auch das Lampenglas so stark, dass man sich bei Berührung sofort verbrennen würde. LED Lampen erzeugen keine Infrarot-Strahlung. Deshalb kann man auch helle LED Leuchtmittel berühren, ohne sich zu verbrennen. Wo aber bleibt die Abwärme?

Die 3,9W Verlustwärme aus dem Beispiel entstehen größtenteils in der Leuchtdiode und zu einem kleinen Anteil im LED-Treiber. Bei der LED handelt es sich um einen Halbleiter. Dessen Verlustwärme wird nicht von alleine abgestrahlt, sondern muss über eine geeignete Kühllösung abgeführt werden. Andernfalls würde die LED den Hitzetod sterben. Bei einer zu hohen Betriebstemperatur sinkt auch die Lebensdauer des Leuchtmittels.

Auch LED Lampen geben Wärme ab

Auch LED Leuchten und Leuchtmittel habe eine gewisse Wärmeentwicklung. Diese fällt jedoch deutlich geringer aus als bei den alten Leuchtmitteln. Zudem wird die Verlustleistung nicht in Form von Infrarot Wärme abgestrahlt, sondern muss über einen Kühlkörper aus der Lampe abgeführt werden.

Wie groß ist die LED Wärmeabgabe?

LED Lampen und Leuchtmittel können unterschiedlich warm werden. Das hängt vor allem von folgenden Punkten ab:

  • Lichtleistung
  • Effizienz
  • Größe
  • Einbauort

Die Abwärme ist bei leistungsschwachen Leuchten meist so gering, dass diese problemlos an die Umgebung abgeführt werden kann. Hellere Lampen mit einem höheren Lichtstrom erzeugen naturgemäß auch mehr Verlustleistung. Hier ist eine gute integrierte Kühlung der LED um so wichtiger. Eine hohe Effizienz der LED Lampe sorgt für ein gutes Verhältnis zwischen Lichtleistung und Verlustleistung.

Die Größe des LED Leuchtmittels hat indirekt auch einen Einfluss auf die Wärmeentwicklung. In kleinen Leuchtmitteln besteht weniger Platz für Kühlkörper, weshalb diese im Allgemeinen wärmer werden. Vom Einbauort der Lampe hängt es ab, wie gut die Verlustwärme an die Umgebung abgegeben werden kann.

Retrofit vs LED Leuchte

Mit den Retrofit LED Leuchtmitteln können die alten Leuchtmittel ganz einfach ersetzt werden. Je größer die Bauform, desto leichter kann die Verlustwärme abgeführt werden. Die Wärmeentwicklung ist bei Leuchtmitteln der E27 Bauform daher sehr gering. Retrofit Lampen für G4 oder G9 Stiftsockel haben dagegen eine sehr kleine Bauform. Hier bleibt kaum Platz für einen ausreichenden Kühlkörper.

Diese kleinen Lampen werden daher trotz LED Technik teilweise sehr heiß und es besteht Verbrennungsgefahr beim Berühren. Im Gegensatz dazu ist die Wärmeentwicklung bei echten LED Leuchten weniger problematisch. Hier werden die LEDs von Anfang an in die Leuchte integriert. Die LED und die Leuchte bilden dabei eine Einheit, wodurch sich ein besseres Kühlkonzept realisieren lässt.

Die Wärmeentwicklung hängt von der Bauform ab

Kleine Leuchtmittel werden durch die schlechtere Kühlmöglichkeit in der Praxis wärmer.

Wärmeentwicklung von LED Spots und Einbaustrahlern

Die Wärmeentwicklung bei LED Einbaustrahlern oder Spots kann unter Umständen problematisch werden. Einbaustrahler werden etwa in die Decke eingelassen und können ihre Abwärme in erster Linie nach unten abgeben. Eine gute Metallkonstruktion des Strahles kann dies gewährleisten.

Um die Wärmeentwicklung der LED Strahler möglichst gering zu halten, kann die Anzahl der Strahler erhöht werden und dabei die Leistung pro Strahler reduziert werden. Anstatt 5 Spots mit jeweils 800 Lumen können für die gleiche Helligkeit auch 8 Spots je 500 Lumen installiert werden. Dadurch sinkt die Wärmeentwicklung in jedem einzelnen Strahler.

Um die Wärmeabgabe im Strahler weiter zu reduzieren, können 12V Niedervolt Spots eingesetzt werden. Diese haben in der Regel eine geringere Wärmeabgabe als die 230V Varianten. In einem Niedervolt Einbaustrahler entsteht nur Verlustleistung in der LED und im Treiber. Die Verlustwärme des Netzteils fällt also nicht im Strahler an, sondern im separaten LED Trafo.

LED Einbaustrahler mit geeringer Wärmeentwicklung

LED Spot gibt Abwärme über Metallrahmen an die Umgebung ab

 

Die Wärmeentwicklung kann reduziert werden

Durch eine größere Anzahl an Strahlern mit einer kleineren Leistung lässt sich die Verlustwärme je Strahler reduzieren. Bei Niedervolt Spots können die Netzteil-Verluste vom Strahler in den Trafo verlagert werden.

Wärmeentwicklung von GU10 Leuchtmitteln

LED GU10 Leuchtmittel sind eine klassische Replacement Lösung für alte GU10 Halogenlampen. Die Wärmeentwicklung hängt stark von der Einbausituation ab. Wird die GU10 LED in einen Strahler ohne Lampenglas eingesetzt, kann die Abwärme leicht an die Umgebung abgestrahlt werden. Beim Einsatz des Leuchtmittels in einem Lampenglas oder Einbaustrahler fällt die Wärmeentwicklung meist deutlich höher aus.

Eine tendenziell noch höhere Wärmeabgabe entsteht beim Einsatz von 230V GU10 Lampen durch das integrierte Netzteil. Gerade bei hängenden Lampen kann die Verlustwärme nur über den Sockel an die Fassung abgegeben werden. Befindet sich die Fassung in einem Einbaustrahler, ist oft eine hohe Betriebstemperatur mit reduzierter Lebensdauer die Folge.

Sind GU10 Leuchtmittel geeignet?

Die Wärmeentwicklung von GU10 LEDs mit hoher Lichtleistung und ungünstiger Einbausituation kann problematisch sein. Echte LED Strahler sind hier durch das bessere Kühlkonzept eine gute Alternative.

Fazit zur Wärmeentwicklung

LED Lampen ohne Wärmeentwicklung bleiben ein Wunschtraum 🙂 Immerhin ist die Verlustwärme im Vergleich zu den alten Leuchtmitteln sehr gering. Dabei hängt die Wärmeentwicklung stark vom Einbauort der Lampe ab. Um die Wärmeabgabe weiter zu reduzieren, solltest du auf einen guten Wirkungsgrad der LED Lampe achten.