Porovnání technologií chlazení vzduchem a kapalinou pro výkonová elektronická zařízení

S neustálým vývojem výkonové elektronické technologie má objem konvertorových zařízení tendenci být kompaktní a systém má tendenci být složitý. Vysoká hustota tepla se stala neodolatelným vývojovým trendem. Aby bylo možné uspokojit poptávku po vysoké hustotě tepla, tradiční tepelná řešení, jako jsou ventilátory a radiátory, pokračují v inovacích a nové a účinné metody odvodu tepla se objevují donekonečna. Před mnoha metodami chlazení se pro projektanty stalo velkým problémem rozlišovat kapacitu rozptylu tepla různých metod odvodu tepla, aby bylo možné zvolit ekonomickou a spolehlivou metodu odvodu tepla.

Kapacita přenosu tepla:

Pro vzduch je koeficient přenosu tepla přirozeného chlazení vzduchu velmi nízký, maximálně 10W / (m2k). Pokud je teplotní rozdíl mezi povrchem chladiče a vzduchem 50 °C, je teplo odebírané vzduchem na centimetr čtvereční plochy rozptylu tepla až 0,05 W. Režim přenosu tepla s nejsilnější schopností přenosu tepla je proces přenosu tepla s fázovou změnou a pořadí součinitele přenosu tepla vody je 103 ~ 104. Důvodem, proč je kapacita přenosu tepla tepelné trubice skvělá, je to, že proces přenosu tepla odpařovací sekce a kondenzační sekce je přenos tepla fázovou změnou.

Chlazení vzduchem:

Metoda chlazení vzduchu má nízké náklady a vysokou spolehlivost. Vzhledem k malé kapacitě odvodu tepla je však použitelný pouze v případě malého výkonu a velkého prostoru pro odvod tepla. V současné době je výzkumným hotspotem vzduchem chlazeného chladiče integrace tepelné trubice a žebra, využití vysoké kapacity přenosu tepla tepelné trubice k rovnoměrnému přenosu tepla na povrch žebra, zlepšení rovnoměrnosti povrchové teploty žeber a následné zlepšení účinnosti odvodu tepla. Vzduchem nucené konvekční chlazení je v současné době běžnou metodou chlazení výkonových elektronických součástek. Jeho společnou strukturou je forma radiátoru a ventilátoru. Přestože konstrukce má pohodlnou realizaci a nízké náklady, její kapacita odvodu tepla je omezená.

Kapalinové chlazení:

Přestože se technologie chlazení vzduchem neustále zlepšuje, samotné chlazení vzduchem je omezeno kapacitou odvodu tepla. S neustálým zlepšováním tepelného toku bude populární aplikace kapalinových chladicích zařízení s větší kapacitou odvodu tepla. Podle výzkumu je přibližný rozsah koeficientu prostupu tepla plynu s nucenou konvekcí 20 ~ 100 W / (M2 °C) a koeficient přenosu tepla nucené konvekce vody je až 15000 w / (M2 °C), což je více než 100krát vyšší než u nucené konvekce vzduchu.

Hodnocení schopnosti odvodu tepla pro chladič je omezeno mnoha faktory, protože je také omezeno podmínkami prostředí, velikostí komponenty, teplotou stolu chladiče a dalšími faktory.