Poređenje tehnologija hlađenja zrakom i hlađenja tekućinom

Uz kontinuirani razvoj tehnologije energetske elektronike, obim opreme pretvarača teži da bude kompaktan, a sistem složen. Visoka gustina toplote postala je neodoljiv trend razvoja. Kako bi zadovoljili zahtjeve visoke gustine topline, tradicionalna termička rješenja poput ventilatora i hladnjaka nastavljaju sa inovacijama, a nove i efikasne metode odvođenja topline se pojavljuju ubeskonačno. Ispred mnogih metoda odvođenja topline, postalo je velika briga za dizajnere da razlikuju kapacitet odvođenja topline različitih metoda odvođenja topline, kako bi odabrali ekonomičan i pouzdan metod odvođenja topline.

Toplotna provodljivost:

Za zrak, koeficijent prijenosa topline prirodnog vazdušnog hlađenja je vrlo nizak, sa maksimalno 10W / (m2k). Ako je temperaturna razlika između površine radijatora i zraka 50 stepeni, toplina koju zrak oduzima po kvadratnom centimetru površine odvajanja topline iznosi do 0,05W. Način prijenosa topline sa najjačom sposobnošću prijenosa topline je proces prijenosa topline sa promjenom faze, a redoslijed koeficijenta prijenosa topline vode je 103 ~ 104. Razlog zašto je kapacitet prijenosa topline toplinske cijevi veliki je taj što prijenos topline proces odsjeka isparavanja i kondenzacijske sekcije je prijenos topline s promjenom faze.

Zračno hlađenje:

Režim hlađenja zraka ima nisku cijenu i visoku pouzdanost, ali zbog svog malog kapaciteta odvođenja topline, primjenjiv je samo u slučaju male snage odvođenja topline i velikog prostora za disipaciju topline. Trenutno, žarište istraživanja hladnjaka hlađenog zrakom - je integracija toplinske cijevi i rebra radijatora, korištenje visokog kapaciteta prijenosa topline toplinske cijevi za ravnomjeran prijenos topline na površinu peraja, poboljšanje ujednačenosti temperature površine peraja, a zatim poboljšanje njegova efikasnost odvođenja toplote. Hlađenje zračnom konvekcijom uobičajena je metoda hlađenja energetskih elektronskih komponenti, a njegova zajednička struktura je oblik radijatora i ventilatora. Iako struktura ima zgodnu implementaciju i nisku cijenu, njen kapacitet disipacije topline je ograničen.

Tečno hlađenje:

Iako se tehnologija hlađenja zraka nastavlja poboljšavati, samo hlađenje zrakom je ograničeno kapacitetom odvođenja topline. Uz kontinuirano poboljšanje toplotnog toka, popularna će biti primjena uređaja za hlađenje tekućinom sa većim kapacitetom disipacije topline. Prema priloženoj tabeli, približni opseg koeficijenta prenosa toplote prinudnom konvekcijom gasa je 20 ~ 100W / (M2 stepen), a koeficijent prenosa toplote prinudne konvekcije vode je čak 15000w / (M2 stepen), što je više od 100 puta više od gasne prinudne konvekcije.

Sažetak:

1. Kada je ograničen prostorom za rasipanje toplote, granica disipacije toplote sistema vazdušnog hlađenja je oko 5W / cm2. Ako nije ograničen prostorom za rasipanje toplote, povećanje zapremine vazduha ventilatora i povećanje površine radijatora će povećati kapacitet odvođenja toplote sistema za hlađenje vazduha.

2. Kapacitet disipacije toplote sistema za tečno hlađenje je za jedan red veličine veći od kapaciteta vazdušnog rashladnog sistema, a njegov potencijal odvođenja toplote nije u potpunosti iskorišćen. Trenutno je način hlađenja vode prinudnom konvekcijom u mikrokanalu način sa maksimalnim kapacitetom disipacije topline u sistemu vodenog hlađenja, a njegov kapacitet odvođenja topline može doseći 790W/cm2.

3. Procjena kapaciteta rasipanje topline radijatora je ograničena mnogim faktorima, uključujući uslove okoline, veličinu komponente, temperaturu stola radijatora i druge faktore. Potrebno je analizirati specifične uslove.