Comparación de tecnologías de refrigeración por aire y refrigeración líquida

   Con el desarrollo continuo de la tecnología electrónica de potencia, el volumen de los equipos convertidores tiende a ser compacto y el sistema tiende a ser complejo. La alta densidad de calor se ha convertido en una tendencia de desarrollo irresistible. Con el fin de satisfacer la demanda de alta densidad de calor, las soluciones térmicas tradicionales, como los ventiladores y los disipadores térmicos, continúan innovando, y surgen métodos novedosos y eficientes de disipación de calor eninfinitamente. Frente a muchos métodos de disipación de calor, se ha convertido en una gran preocupación para los diseñadores distinguir la capacidad de disipación de calor de varios métodos de disipación de calor, para elegir un método de disipación de calor económico y confiable.

Conductividad térmica:

Para el aire, el coeficiente de transferencia de calor de la refrigeración por aire natural es muy bajo, con un máximo de 10W / (m2k). Si la diferencia de temperatura entre la superficie del radiador y el aire es de 50 °C, el calor eliminado por el aire por centímetro cuadrado de área de disipación de calor es de hasta 0,05 W. El modo de transferencia de calor con la capacidad de transferencia de calor más fuerte es el proceso de transferencia de calor con cambio de fase, y el orden del coeficiente de transferencia de calor del agua es 103 ~ 104. La razón por la cual la capacidad de transferencia de calor de la tubería de calor es excelente es que el proceso de transferencia de calor de la sección de evaporación y la sección de condensación es la transferencia de calor de cambio de fase.

Refrigeración por aire:

El modo de enfriamiento por aire tiene un bajo costo y una alta confiabilidad, pero debido a su pequeña capacidad de disipación de calor, solo es aplicable al caso de un pequeño poder de disipación de calor y un gran espacio de disipación de calor. En la actualidad, el punto de acceso de investigación del disipador térmico refrigerado por aire es integrar el tubo de calor y la aleta del radiador, utilizar la alta capacidad de transferencia de calor del tubo de calor para transferir calor de manera uniforme a la superficie de la aleta, mejorar la uniformidad de la temperatura de la superficie de la aleta y luego mejorar su eficiencia de disipación de calor. El enfriamiento por convección forzada por aire es un método de enfriamiento común para componentes electrónicos de potencia, y su estructura común es la forma de radiador y ventilador. Aunque la estructura tiene una implementación conveniente y un bajo costo, su capacidad de disipación de calor es limitada.

Refrigeración líquida:

Aunque la tecnología de enfriamiento por aire continúa mejorando, el enfriamiento del aire en sí está limitado por la capacidad de disipación de calor. Con la mejora continua del flujo de calor, la aplicación de dispositivos de refrigeración líquida con mayor capacidad de disipación de calor será popular. De acuerdo con la tabla adjunta, el rango aproximado del coeficiente de transferencia de calor por convección forzada de gas es de 20 ~ 100W / (M2 ° C), y el coeficiente de transferencia de calor de la convección forzada de agua es tan alto como 15000w / (M2 ° C), que es más de 100 veces el de la convección forzada de gas.

Resumen:

1. Cuando está limitado por el espacio de disipación de calor, el límite de disipación de calor del sistema de enfriamiento por aire es de aproximadamente 5W / cm2. Si no está limitado por el espacio de disipación de calor, aumentar el volumen de aire del ventilador y aumentar el área del radiador hará que la capacidad de disipación de calor del sistema de enfriamiento de aire sea mayor.

2. La capacidad de disipación de calor del sistema de refrigeración líquida es un orden de magnitud superior a la del sistema de refrigeración por aire, y su potencial de disipación de calor no se ha explotado plenamente. En la actualidad, el modo de enfriamiento por convección forzada del agua en el microcanal es el modo con la máxima capacidad de disipación de calor en el sistema de enfriamiento por agua, y su capacidad de disipación de calor puede alcanzar los 790W / cm2.

3. La evaluación de la capacidad de disipación de calor del radiador está restringida por muchos factores, incluidas las condiciones ambientales, el tamaño del componente, la temperatura de la mesa del radiador y otros factores. Es necesario analizar las condiciones específicas.