Porovnání technologií chlazení vzduchem a kapalinovým chlazením

   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, tradičnítermální řešení, jako jsou ventilátory a chladiče, pokračují v inovacích a objevují se nové a účinné metody odvodu tepla vnekonečně. Před mnoha metodami odvodu tepla se pro projektanty stalo velkým problémem rozlišovat kapacitu rozptylu tepla různých metod odvodu tepla, aby bylo možné zvolit ekonomický a spolehlivý způsob odvodu tepla.

Tepelná vodivost:

Pro vzduch je koeficient přenosu tepla přirozeného chlazení vzduchu velmi nízký, maximálně 10W / (m2k). Pokud je teplotní rozdíl mezi povrchem radiátoru 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:

Režim vzduchochlazení má nízké náklady a vysokou spolehlivost, ale díky své malé kapacitě odvodu tepla je použitelný pouze v případě malého odvodu tepla a velkého prostoru pro odvod tepla. V současné době je výzkumným hotspotem vzduchem chlazeného chladiče integrace tepelné trubice a žebra radiátoru, 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 běžnou metodou chlazení výkonových elektronických součástek a 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 připojené tabulky je přibližný rozsah koeficientu prostupu tepla s nucenou konvekcí plynu 20 ~ 100 W / (M2 °C) a koeficient přenosu tepla vodní nucené konvekce je až 15000 w / (M2 °C), což je více než 100násobek konvekce vynucené plynem.

Shrnutí:

1. Při omezení prostorem pro odvod tepla je limit odvodu tepla systému chlazení vzduchu přibližně 5 W / cm2. Pokud není omezen prostorem pro odvod tepla, zvýšení objemu vzduchu ventilátoru a zvětšení plochy chladiče zvýší kapacitu odvodu tepla systému chlazení vzduchu.

2. Kapacita odvodu tepla kapalinového chladicího systému je o jeden řád vyšší než kapacita chladicího systému vzduchu a jeho potenciál rozptylu tepla nebyl plně využit. V současné době je režim nuceného konvekčního chlazení vody v mikrokanálu režimem s maximální kapacitou odvodu tepla ve vodním chladicím systému a jeho kapacita odvodu tepla může dosáhnout 790 W / cm2.

3. Hodnocení kapacity odvodu tepla radiátoru je omezeno mnoha faktory, včetně podmínek prostředí, velikosti součásti, teploty radiátoru a dalších faktorů. Je třeba analyzovat specifické podmínky.