Porównanie technologii chłodzenia powietrzem i cieczą

   Wraz z ciągłym rozwojem technologii energoelektronicznej objętość urządzeń konwertera jest zwykle kompaktowa, a system jest złożony. Wysoka gęstość ciepła stała się nieodpartym trendem rozwojowym. Aby sprostać zapotrzebowaniu na wysoką gęstość ciepła, tradycyjne rozwiązaniatermiczne, takie jak wentylatory i radiatory, nadal wprowadzają innowacje, a nowatorskie i wydajne metody rozpraszania ciepła pojawiają się wdo nieskończoności. W obliczu wielu metod rozpraszania ciepła projektantom bardzo ważne stało się rozróżnienie zdolności rozpraszania ciepła różnych metod rozpraszania ciepła, aby wybrać ekonomiczną i niezawodną metodę rozpraszania ciepła.

Przewodność cieplna:

W przypadku powietrza współczynnik przenikania ciepła naturalnego chłodzenia powietrzem jest bardzo niski, maksymalnie 10W / (m2k). Jeśli różnica temperatur między powierzchnią grzejnika a powietrzem wynosi 50 °C, ciepło pobierane przez powietrze na centymetr kwadratowy obszaru rozpraszania ciepła wynosi do 0,05 W. Tryb wymiany ciepła o najsilniejszej zdolności wymiany ciepła to proces wymiany ciepła ze zmianą fazy, a kolejność współczynnika przenikania ciepła wody wynosi 103 ~ 104. Powodem, dla którego zdolność wymiany ciepła rury cieplnej jest świetna, jest to, że proces wymiany ciepła sekcji odparowywania i sekcji kondensacji jest wymianą ciepła ze zmianą fazy.

Chłodzenie powietrzem:

Tryb chłodzenia powietrzem ma niski koszt i wysoką niezawodność, ale ze względu na małą zdolność rozpraszania ciepła ma zastosowanie tylko w przypadku małej mocy rozpraszania ciepła i dużej przestrzeni rozpraszania ciepła. Obecnie punktem zapalnym badawczym radiatora chłodzonego powietrzem jest zintegrowanie rurki cieplnej i żebra grzejnika, wykorzystanie wysokiej zdolności wymiany ciepła rurki cieplnej do równomiernego przenoszenia ciepła na powierzchnię żebra, poprawa jednorodności temperatury powierzchni żebra, a następnie poprawa wydajności rozpraszania ciepła. Chłodzenie konwekcyjne wymuszone powietrzem jest powszechną metodą chłodzenia komponentów energoelektronicznych, a jego wspólną strukturą jest forma grzejnika i wentylatora. Chociaż konstrukcja ma wygodną realizację i niski koszt, jej zdolność rozpraszania ciepła jest ograniczona.

Chłodzenie cieczą:

Chociaż technologia chłodzenia powietrzem stale się poprawia, samo chłodzenie powietrzem jest ograniczone przez zdolność rozpraszania ciepła. Dzięki ciągłemu doskonaleniu strumienia ciepła popularne będzie zastosowanie urządzeń chłodzących cieczą o większej zdolności rozpraszania ciepła. Zgodnie z załączoną tabelą przybliżony zakres współczynnika przenikania ciepła wymuszonej konwekcji gazu wynosi 20 ~ 100 W / (M2 ° C), a współczynnik przenikania ciepła konwekcji wymuszonej wodą wynosi aż 15000 w / (M2 ° C), co jest ponad 100 razy większe niż konwekcji wymuszonej gazem.

Streszczenie:

1. Gdy jest ograniczony przez przestrzeń rozpraszania ciepła, limit rozpraszania ciepła w systemie chłodzenia powietrzem wynosi około 5W / cm2. Jeśli nie jest to ograniczone przez przestrzeń rozpraszania ciepła, zwiększenie objętości powietrza wentylatora i zwiększenie powierzchni grzejnika sprawi, że wydajność rozpraszania ciepła w systemie chłodzenia powietrzem będzie wyższa.

2. Zdolność rozpraszania ciepła w systemie chłodzenia cieczą jest o jeden rząd wielkości wyższa niż w systemie chłodzenia powietrzem, a jego potencjał rozpraszania ciepła nie został w pełni wykorzystany. Obecnie tryb wymuszonego chłodzenia konwekcyjnego wody w mikrokanale jest trybem o maksymalnej zdolności rozpraszania ciepła w systemie chłodzenia wodą, a jego zdolność rozpraszania ciepła może osiągnąć 790 W / cm2.

3. Ocena zdolności rozpraszania ciepła grzejnika jest ograniczona przez wiele czynników, w tym warunki środowiskowe, rozmiar komponentów, temperaturę stołu grzejnikowego i inne czynniki. Należy przeanalizować konkretne warunki.