Wärmetauscher

Wärmetauscher sind eine Schlüsselkomponente der meisten modernen Kühlsysteme, da sie die Wärmeübertragung aus dem System in die Umgebung oder in ein anderes System ermöglichen. Im Wärmetauscher werden die Betriebsflüssigkeiten mechanisch derartig getrennt, dass eine Wärmeübertragung von einer zur anderen Flüssigkeit ermöglicht wird und die Wärme anderweitig abgegeben werden kann. Wärmetauscher enthalten normalerweise Wärmeübertragungsrippen, um die Kontaktoberfläche zu maximieren, sowie ausgeklügelte Kanäle, um den Flüssigkeitsstrom zu optimieren.

Wärmetauscher werden überall in der Industrie in vielzähligen Anwendungen eingesetzt, und sie sind unverzichtbarer Bestandteil des täglichen Lebens. Sie können aus verschiedensten Materialien, Flüssigkeiten und Konfigurationen konstruiert sein, um eine maximale Designflexibilität und Skalierbarkeit sowie Effizienz zu ermöglichen. Die drei häufigsten Wärmetauschertypen sind Flüssigkeit-Luft-, Luft-Luft- und Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher.

 

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Flüssigkeit-Luft

Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher sind die üblichsten und sie werden in vielen Anwendungen und Industriebereichen von Verbraucherelektronik und Datenzentren bis Freizeit-und kommerziellen Fahrzeugen für den Bergbau, Transport oder für das Verteidigungswesen eingesetzt. Kühlsysteme mit Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher sind ideal für Hochleistungskühlung und können überall eingesetzt werden, wo hochdichte Wärmelasten auftreten, von CPU/GPU/Kühlung bis IGBT und darüber hinaus.


Luft-Luft

Luft-Luft-Wärmetauscher werden üblicherweise in elektrischen Gehäusen eingesetzt, insbesondere dort, wo die Elektronik gegenüber der Umgebung empfindlich ist. Luft-Luft-Wärmetauscher ermöglichen widerstandsfähige Systeme, indem komplexe oder empfindliche Elektronik gegen Umwelteinflüssen wie Staub, Partikel und Flüssigkeiten abgedichtet werden. Luft-Luft-Wärmetauscher bieten auch eine größere Flexibilität im Design, da natürliche und erzwungene Konvektion möglich ist, und mithilfe der Integration von Zweiphasenkühlung können die Ingenieure die Wärmeübertragung sowohl bei passiver als auch bei aktiver Kühlung verbessern.

Luft-Luft-Wärmetauscher werden häufig in HLK-Anlagen eingesetzt. HLK-Anlagen (Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen) sind zur Steuerung der Raumbedingungen in Gebäuden und Fahrzeugen unerlässlich, da sie das Temperaturmanagement sowie die Steuerung der Luftqualität ermöglichen. Durch Trennung der Luftströme wird der Eintritt von externen Fremdkörpern und Verunreinigungen in das System bei ausreichender Kontrolle der Lufttemperatur vermieden.

Flüssigkeit-Flüssigkeit

Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher werden häufig in Anwendungen wie in Fahrzeugen, in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungswesen eingesetzt, in denen bereits mehrere Betriebsflüssigkeiten im Einsatz sind und zur Leistungsoptimierung gekühlt und/oder erwärmt werden müssen. Ein Beispiel wäre ein Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher in einem Luftfahrzeug, indem mit Hilfe des heißen Öls aus dem Triebwerk der Kraftstoff zur Erzielung maximaler Kraftstoffeffizienz erwärmt wird.

Andere Wärmetauschertypen

Luft-Flüssigkeit-Wärmetauscher sind wesentlich seltener als Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher, aber sie können in Industrieprozessen zur Rückgewinnung und Nutzbarmachung überschüssiger Energie/Wärme verwendet werden, um Zeit und Geld zu sparen.

Wärmetauscher mit Phasenwechsel werden für Sonderanwendungen eingesetzt, die konstante Temperaturen benötigen oder einen extrem hohen Wärmestrom aufweisen, wie z.B. Hochleistungsserver oder CCD-Kühlung. Wie Thermosiphons auch, verwenden Phasenwechsel-Wärmetauscher Verdampfer und Kondensatoren zur Ermöglichung von Zweiphasen-Kühlung, dabei sind sie aber nicht auf die Schwerkraft zur Beförderung von Flüssigkeiten angewiesen. Aavid ist Weltmarktführer im Design und in der Herstellung dieser komplexeren Systeme.