Porovnanie technológií chladenia vzduchom a kvapalinou pre výkonové elektronické zariadenia

S neustálym vývojom technológie výkonovej elektroniky má objem zariadení meniča tendenciu byť kompaktný a systém má tendenciu byť zložitý. Vysoká hustota tepla sa stala neodolateľným trendom vývoja. Aby sa uspokojila požiadavka na vysokú hustotu tepla, tradičné tepelné riešenia, ako sú ventilátory a radiátory, pokračujú v inováciách a neustále sa objavujú nové a efektívne metódy odvádzania tepla. Pred mnohými metódami chladenia sa stalo pre dizajnérov veľkým záujmom rozlišovať kapacitu rozptylu tepla rôznych metód rozptylu tepla, aby si zvolili ekonomickú a spoľahlivú metódu rozptylu tepla.

Kapacita prenosu tepla:

Pre vzduch je koeficient prestupu tepla prirodzeného chladenia vzduchom veľmi nízky, maximálne 10W / (m2k). Ak je rozdiel teplôt medzi povrchom chladiča a vzduchom 50 stupňov, teplo odobraté vzduchom na štvorcový centimeter plochy rozptylu tepla je až 0,05 W. Režim prenosu tepla s najsilnejšou schopnosťou prenosu tepla je proces prenosu tepla s fázovou zmenou a rádový koeficient prenosu tepla vody je 103 ~ 104. Dôvodom, prečo je kapacita prenosu tepla tepelnej trubice veľká, je to, že prenos tepla proces odparovacej časti a kondenzačnej časti je prenos tepla s fázovou zmenou.

Chladenie vzduchom:

Metóda vzduchového chladenia má nízku cenu a vysokú spoľahlivosť. Vďaka svojej malej kapacite odvádzania tepla je však použiteľný iba v prípade malého výkonu a veľkého priestoru na odvádzanie tepla. V súčasnosti je výskumným hotspotom vzduchom chladeného chladiča integrácia tepelnej trubice a rebra, využitie vysokej kapacity prenosu tepla tepelnej trubice na rovnomerný prenos tepla na povrch rebra, zlepšenie rovnomernosti teploty povrchu rebra a následné zlepšenie jeho účinnosť odvádzania tepla. Konvekčné chladenie vzduchom je v súčasnosti bežnou metódou chladenia výkonových elektronických komponentov. Jeho spoločnou štruktúrou je forma chladiča a ventilátora. Hoci má konštrukcia pohodlnú realizáciu a nízke náklady, jej kapacita odvádzania tepla je obmedzená.

Chladenie kvapalinou:

Aj keď sa technológia vzduchového chladenia neustále zlepšuje, samotné chladenie vzduchom je obmedzené kapacitou odvádzania tepla. S neustálym zlepšovaním tepelného toku bude populárna aplikácia kvapalinových chladiacich zariadení s väčšou kapacitou odvádzania tepla. Podľa výskumu je približný rozsah súčiniteľa prestupu tepla plynu pri nútenej konvekcii 20 ~ 100 W / (stupeň M2 ) a koeficient prestupu tepla pri nútenej konvekcii vody je až 15 000 W / (stupeň M2 ), čo je viac ako 100-násobok nútenej konvekcie vzduchu.

Hodnotenie kapacity odvádzania tepla pre chladič je obmedzené mnohými faktormi, pretože je obmedzené aj podmienkami prostredia, veľkosťou komponentov, teplotou stola chladiča a ďalšími faktormi.