Per gli apparecchi di illuminazione industriale, in particolare gli high bay in stile UFO in cui i circuiti e i LED sono alloggiati in un alloggiamento chiuso, un design termico efficiente è fondamentale per abbassare la temperatura operativa di tale dispositivo optoelettronico migliorando al contempo le prestazioni e l'affidabilità. Il design termico è solitamente incentrato sul dissipatore di calore, che in genere è un alloggiamento per apparecchi di illuminazione integrato quando si tratta di design a campata alta. Un dissipatore di calore è progettato per allontanare il calore dalle giunzioni su ciascun LED e dall'alloggiamento del driver. I dissipatori di calore comprendono tipicamente un materiale conduttore di calore come un metallo e includono alette o canali per aumentare la superficie del dissipatore di calore per fornire un maggiore scambio di calore per convezione con l'aria ambiente. L'alloggiamento può contenere una camera di sfiato termica integrata incorporata nell'alloggiamento. La conducibilità termica di un alloggiamento per scaffalatura alta è determinata dalla composizione del materiale e dalle condizioni ambientali. Anche la rimozione del calore disperso per conduzione termica è strutturata sulle geometrie degli elementi del sistema. I dissipatori di calore possono essere costruiti con qualsiasi materiale ad alta conducibilità termica, inclusi ma non limitati a rame, alluminio o leghe metalliche. Sebbene il rame possa avere una conducibilità termica fino a 400 W/mK o più. L'alluminio è il metallo più preferito per i dissipatori di calore a causa della sua conduttività termica relativamente elevata e della facilità di produzione. Per migliorare la dissipazione del calore e la resistenza alla corrosione, è possibile applicare una finitura con rivestimento in polvere acrilica sia all'interno che all'esterno dell'alloggiamento in alluminio.
Il dissipatore di calore in alluminio può essere prodotto in diversi processi con costi e prestazioni variabili. I dissipatori di calore stampati sono la soluzione termica più economica ma meno efficiente dei dissipatori di calore estrusi e dei dissipatori di calore pressofusi. Il processo di estrusione è vantaggioso per la produzione di profili alettati complessi che consentono una maggiore dissipazione del calore attraverso una maggiore superficie. I dissipatori di calore forgiati hanno una purezza dell'alluminio molto elevata e di conseguenza hanno un'eccellente conduttività termica, solitamente superiore del 20% rispetto ai dissipatori di calore estrusi e pressofusi. L'alluminio di elevata purezza può avere una conduttività termica a temperatura ambiente di circa 210 W/mK. La produzione di estrusi e pressofusi spesso coinvolge elementi di lega per una lavorazione più semplice, ma queste impurità sono negative per le proprietà termiche. Un dissipatore di calore in alluminio estruso o pressofuso ha una conduttività termica di circa 160-200 W/mK. Poiché il rapporto costo/prestazioni è spesso la considerazione chiave nella progettazione del sistema, i dissipatori di calore forgiati vengono utilizzati meno frequentemente rispetto ad altri tipi di dissipatori di calore. Inoltre, gli alloggiamenti pressofusi per luci ad alta visibilità offrono una costruzione monoblocco ed eliminano operazioni secondarie come la lavorazione e l'assemblaggio e possono essere stampati con molte caratteristiche come alette, camere, prese d'aria o aperture dedicate o forme specifiche per la massima dissipazione del calore. I moderni apparecchi UFO high bay sono sempre più progettati con fattori di forma semplificati per considerazioni estetiche e una migliore gestione termica. Gli alloggiamenti degli apparecchi di illuminazione progettati correttamente, ad esempio, possono evitare l'accumulo di polvere a lungo termine e la conduttività termica del sistema non si deteriora.
Una migliore gestione termica consente di pilotare i LED ad alta potenza di un apparecchio per illuminazione a campata alta a livelli di corrente più elevati, mitigando al tempo stesso gli effetti negativi sulla durata e sull'emissione luminosa tipicamente associati a temperature ambiente elevate. I progettisti hanno un paio di modi per mantenere freddi i LED ad alta potenza attraverso l'uso di altre tecnologie di gestione termica passiva, come gli assemblaggi basati su tubi di calore. Un sistema di tubi di calore utilizza il trasferimento di calore in due fasi attraverso l'evaporazione e la condensazione di un fluido di lavoro. Sono state sviluppate altre strategie di gestione termica che utilizzano dispositivi di raffreddamento attivo, come le ventole, per irradiare il calore dai LED. La convezione forzata dell'aria generata da un ventilatore può aumentare il trasferimento di calore all'ambiente.
