Luftkühlung

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Obwohl die Flüssigkeits- und Zweiphasen-Kühlung populärer werden, ist die Luftkühlung unverändert die gebräuchlichste Form der Kühlung von Elektronik. Luftkühlung umfasst, oft mit Lüftern erzwungene und natürliche Konvektion. Ein extrem einfaches Beispiel für Luftkühlung ist die Verwendung eines Kühlkörpers oder eines Wärmeverteilers, wo der Kühlkörper die Wärme von der Wärmequelle weg in die Umgebungsluft leitet. Komplexere luftgekühlte Wärmelösungen umfassen Luftumwälzgeräte wie Lüfter, Gebläse, Pulsejets oder sogar Luft-Luft-Wärmetauscher.

Technologien für Luftkühlung und Luftförderung


Kühlkörper und Wärmeverteiler mit natürlicher Konvektion

Geräte mit geringere Leistung und Wärmedichte können mit natürlicher Konvektion passiv gekühlt werden. Die Wärme wird durch den metallischen Kühlkörper oder den Wärmeverteiler von der Wärmequelle in die Umgebungsluft geleitet, der Auftrieb führt dann die warme Luft vom Gerät weg. Die Leistung dieser Lösungen hängt wesentlich vom geometrischen Design ab, um die Leitungs- und Auftriebseffekte zu optimieren.

Die Konstruktion und Herstellungsweise des Kühlkörpers hängt von der Geräteart, Anordnung und Wärmelast ab. Es existieren gestanzte Kühlkörper in vielen Formen und Größen für spezifische Geräte mit geringen Wärmelasten. Geräte mit höheren Wärmelasten erfordern oft einen größeren Kühlkörper bestehend aus einer Grundplatte und Rippen. Herkömmliche Kühlkörper mit Grundplatte und Rippen für natürliche Konvektion sind mit breiteren Rippenabständen konstruiert, um den Auftriebseffekt zu optimieren, und werden zur Verbesserung der Leitfähigkeit aus einem Metallblock hergestellt (extrudiert oder aus dem Vollen gefräst).

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Lüfter und Gebläse

Lüfter und Gebläse zum Kühlen von Elektronik funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie alle anderen Lüfter und Gebläse, allerdings mit speziellen Konstruktionsmerkmalen, um sie für Kühlsysteme zu optimieren. Sie sind so konzipiert, dass ein Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch und Durchfluss hergestellt wird, damit sie effizient im Gerät eingesetzt werden können. Die ist bei batteriebetriebenen Anwendungen von besonderem Interesse.

Axiallüfter saugen Luft an und blasen sie entlang derselben Achse aus, während Gebläse die angesaugte Luft durch eine Düse in eine andere Richtung ausblasen. Dies erhöht die Flexibilität bei der Anordnung des Lüfters, da es entweder auf den Rippen des Kühlkörpers für eine Prallstrahl-Umströmung oder seitlich für eine Standardströmung montiert werden kann. Gebläse sind andererseits zum Kühlen von niedrigeren Profilen und Hot Spots geeignet. Gebläse verfügen außerdem über einen höheren statischen Druck, der es ihnen ermöglicht, die Luft mit mehr Kraft durch die Rippen zu leiten. Kühlkörper für Zwangs-Konvektionskühlung mit Lüftern oder Gebläsen verfügen typischerweise über eine höhere Rippendichte.

PulseJets

Aavid PulseJets verwendet eine einzigartige, patentierte, synthetische Jet-Technologie, bei der eine oszillierende Membran verwendet wird, um schnelle Luftimpulse an die Wärmequelle oder durch die Rippen eines Kühlkörpers zu senden. Die mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse austretende Luft reißt die Umgebungsluft mit, sodass sich der Gesamtluftstrom erhöht. Dies führt zu einem höheren Luftstrom bei niedrigerem Energieverbrauch. Darüber hinaus erzeugen die kontinuierlichen Luftstöße zwischen den Kühlkörperrippen Turbulenzen und verbessern so die Gesamtwärmeübertragung.

PulseJets sind reibungslose Luftumwälzgeräte, sie haben keine Lager, Buchsen oder sonstige Reibungselemente, die die Zuverlässigkeit wie bei Lüftern oder Gebläsen beeinträchtigen könnten. Aufgrund dieser hohen Zuverlässigkeit bei geringem Energieverbrauch und niedrigen Profilen sind PulseJets ideal für kleinformatige Kühlung, RRUs und LED-Kühlung. Die gängigste PulseJets-Linie, Aavid SyncJets, kann mit speziell konzipierten LED-Kühlkörpern zu einem zuverlässigen, langlebigem Kühlsystem bei einem Bruchteil der Größe und des Gewichts einer Kühlung durch natürliche Konvektion kombiniert werden.

Wärmetauscher

Für weitere Informationen zu Luft-Luft-Wärmetauschern und komplexeren Systemen, siehe unseren Bereich Wärmetauscher.

 

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