Confronto tra le tecnologie di raffreddamento ad aria e raffreddamento a liquido

   Con il continuo sviluppo della tecnologia elettronica di potenza, il volume delle apparecchiature del convertitore tende ad essere compatto e il sistema tende ad essere complesso. L'alta densità di calore è diventata una tendenza di sviluppo irresistibile. Al fine di soddisfare la domanda di alta densità di calore, le soluzioni termiche tradizionali come ventilatori e dissipatori di calore continuano a innovare e nuovi ed efficienti metodi di dissipazione del calore emergono ininfinitamente. Di fronte a molti metodi di dissipazione del calore, è diventata una grande preoccupazione per i progettisti distinguere la capacità di dissipazione del calore di vari metodi di dissipazione del calore, in modo da scegliere un metodo di dissipazione del calore economico e affidabile.

Conducibilità termica:

Per l'aria, il coefficiente di trasferimento del calore del raffreddamento naturale dell'aria è molto basso, con un massimo di 10W / (m2k). Se la differenza di temperatura tra la superficie del radiatore e l'aria è di 50 °C, il calore sottratto dall'aria per centimetro quadrato di area di dissipazione del calore è fino a 0,05 W. La modalità di trasferimento del calore con la più forte capacità di trasferimento del calore è il processo di trasferimento del calore con cambiamento di fase e l'ordine del coefficiente di trasferimento del calore dell'acqua è 103 ~ 104. Il motivo per cui la capacità di trasferimento del calore del tubo di calore è ottima è che il processo di trasferimento di calore della sezione di evaporazione e della sezione di condensazione è il trasferimento di calore a cambiamento di fase.

Raffreddamento ad aria:

La modalità di raffreddamento dell'aria ha un basso costo e un'elevata affidabilità, ma grazie alla sua piccola capacità di dissipazione del calore, è applicabile solo al caso di una piccola potenza di dissipazione del calore e di un ampio spazio di dissipazione del calore. Allo stato attuale, l'hotspot di ricerca del dissipatore di calore raffreddato ad aria è quello di integrare il tubo di calore e l'aletta del radiatore, utilizzare l'elevata capacità di trasferimento del calore del tubo di calore per trasferire il calore in modo uniforme alla superficie dell'alette, migliorare l'uniformità della temperatura superficiale dell'aletta e quindi migliorare la sua efficienza di dissipazione del calore. Il raffreddamento a convezione forzata ad aria è un metodo di raffreddamento comune per i componenti elettronici di potenza e la sua struttura comune è la forma di radiatore e ventola. Sebbene la struttura abbia un'implementazione conveniente e un basso costo, la sua capacità di dissipazione del calore è limitata.

Raffreddamento a liquido:

Sebbene la tecnologia di raffreddamento ad aria continui a migliorare, il raffreddamento ad aria stesso è limitato dalla capacità di dissipazione del calore. Con il miglioramento continuo del flusso di calore, l'applicazione di dispositivi di raffreddamento a liquido con maggiore capacità di dissipazione del calore sarà popolare. Secondo la tabella allegata, l'intervallo approssimativo del coefficiente di trasferimento di calore a convezione forzata a gas è 20 ~ 100W / (M2 °C) e il coefficiente di trasferimento di calore della convezione forzata dell'acqua è pari a 15000w / (M2 °C), che è più di 100 volte quello della convezione forzata a gas.

Sommario:

1. Quando limitato dallo spazio di dissipazione del calore, il limite di dissipazione del calore del sistema di raffreddamento ad aria è di circa 5W / cm2. Se non limitato dallo spazio di dissipazione del calore, l'aumento del volume d'aria della ventola e l'aumento dell'area del radiatore renderanno più elevata la capacità di dissipazione del calore del sistema di raffreddamento ad aria.

2. La capacità di dissipazione del calore del sistema di raffreddamento a liquido è di un ordine di grandezza superiore a quella del sistema di raffreddamento ad aria e il suo potenziale di dissipazione del calore non è stato pienamente sfruttato. Allo stato attuale, la modalità di raffreddamento a convezione forzata dell'acqua nel microcanale è la modalità con la massima capacità di dissipazione del calore nel sistema di raffreddamento ad acqua e la sua capacità di dissipazione del calore può raggiungere 790W / cm2.

3. La valutazione della capacità di dissipazione del calore del radiatore è limitata da molti fattori, tra cui le condizioni ambientali, le dimensioni dei componenti, la temperatura della tavola del radiatore e altri fattori. Le condizioni specifiche devono essere analizzate.