Isı alıcıları
Müşterilerimize çeşitli alanlarda termal yönetim çözümleri ve ürünleri sunuyoruz. Bazı uzmanlık alanlarındaki teknik uzmanlığımız ve yeteneklerimiz, müşterilerimiz için çok sayıda sorunu etkili bir şekilde çözmemizi sağlıyor.
Isı emici nedir?
Elektronik bir bileşen ısı ürettiğinde, ısı emici onunla doğrudan temas eder. Isı, ısıtma elemanından radyatöre iletim yoluyla aktarılır. Alüminyum ve bakır gibi yüksek ısı iletkenliğine sahip metaller genellikle ısı emici üretiminde kullanılır. Bu, ısının hızla emilmesini ve tüm ısı emiciye yayılmasını sağlar.
Isı emici tasarımı, genellikle kanatçıklar şeklinde geniş bir yüzey alanına sahiptir. Isı emicinin ısıtılmış yüzeyi çevredeki havayı ısıttığında, hava molekülleri enerji kazanır, yoğunlukları azalır ve yükselir. Daha sonra, daha soğuk hava hareket ederek yükselen sıcak havanın yerini alır. Bu hava sirkülasyonu süreci, konveksiyon etkisini artırarak ısı dağılım oranını önemli ölçüde iyileştirebilir ve elektronik bileşenlerin güvenli bir çalışma sıcaklığında kalmasına yardımcı olabilir. Bu, elektronik bileşenlerin iç sıcaklığını düşürmek için kullanılan bir cihaz olan bir ısı emicidir.
Isı emici nasıl tasarlanır?
Bir ısı emici tasarlanırken dikkate alınması gereken birçok husus vardır; bunların arasında aşağıdakiler dikkate alınması gereken önemli parametrelerdir:
Isı dağılımı gereksinimleri
Isı emicinin gerekli ısı dağıtma kapasitesini belirlemek için, ısı dağılımı gerektiren ekipman veya bileşenlerin güç, ısı üretimi ve izin verilen maksimum çalışma sıcaklığı parametrelerini açıkça tanımlayın.
Alan sınırlamaları
Tasarlanan radyatörün ekipmana düzgün bir şekilde monte edilebilmesi ve adapte edilebilmesi için ısı emicinin yerleştirileceği alanın boyutu ve şekli göz önünde bulundurulmalıdır.
Çevre koşulları
Isı emici için uygun malzemeleri, ısı dağıtım yöntemlerini ve yüzey işlemlerini seçmek amacıyla kullanım ortamının sıcaklığını, nemini ve diğer koşullarını anlayın.
Doğru ısı dağıtım yöntemi nasıl seçilir?
Bir ısı emici tasarlanırken, gücünü göz önünde bulundurmak ve tasarım yöntemini güce göre belirlemek çok önemlidir. Bunlar arasında doğal konveksiyonlu ısı emici, zorlamalı hava ısı emici ve sıvı soğutma plakası en temel üç ısı dağıtım yöntemidir.
Doğal konveksiyon ısı dağılımı
Düşük ısı üretimi, alan kısıtlaması ve sıkı gürültü gereksinimleri olan, ısıyı doğal hava akışıyla dağıtan durumlar için uygundur. Radyatörler genellikle geniş ısı dağıtım alanları ve kanatçıklarla tasarlanır. Bu tip ısı emiciler genellikle LED aydınlatmaya benzer şekilde döküm ve soğuk dövme işlemleriyle üretilir. 10W'ın altındaki anakart yongaları bu doğal konveksiyon ısı dağıtım yöntemini kullanır.
Isı dağılımı için zorunlu hava soğutması
Sistemin veya çipin termal gücü nispeten yüksekse (genellikle 50 W'tan fazla), doğal konveksiyon ısı dağılımı performansını karşılayamaz. Bu nedenle, hava akışını zorlamak için fanı artırmak, hava akışını ısı emici yüzeyindeki ısıyı uzaklaştırmak ve çipin sıcaklığını düşürme hedefine ulaşmak gerekir; bu da ısı dağılımı verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. Genellikle dikkate alınan iki faktör, radyatör ve fanın teknik özellikleri ve parametreleridir ve her ikisinin de optimize edilmiş tasarımı mükemmel bir çözümdür.
Sıvı soğutma plakası ısı dağılımı
Çiplerin yüksek güç yoğunluğu nedeniyle, geleneksel ısı dağıtım yöntemleri ısı dağıtım gereksinimlerini karşılayamaz. Bu nedenle, bu ısı sorununu çözmek için verimli bir sıvı soğutma plakasına ihtiyaç vardır. Isı, yüksek ısı dağıtım verimliliğine sahip ve yüksek ısı üreten ekipmanlar için uygun olan sıvı sirkülasyonu yoluyla taşınır. Ancak sistem nispeten karmaşıktır ve maliyeti yüksektir. Bu durum, optimum çözümün kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini ve tasarlanmasını gerektirir. Walmate, müşterilerine en iyi tasarım çözümünü sunabilecek kıdemli mühendislerden oluşan bir ekibe sahiptir.
Bir ısı emicinin ısı dağıtma kapasitesi nasıl hesaplanır?
Q = h*A*Delta T gibi bir ısı dengesi formülü kullanılarak hesaplanabilir; burada Q ısı dağılımı miktarı, h yüzey ısı transfer katsayısı, A ısı dağılımı alanı ve \Delta T ısı emici yüzeyi ile ortam arasındaki sıcaklık farkıdır. Ayrıca, ısıl direnç belirlenerek de hesaplanabilir. Isıl direnç ne kadar küçükse, ısı dağılımı kapasitesi o kadar güçlü olur ve ısıl direnç R=Delta T/Q olur. Ancak ısı emiciyi etkileyen başka faktörler de vardır.
Malzeme özellikleri: Farklı malzemelerin farklı ısı iletkenlikleri vardır. Bakır ve alüminyum gibi yüksek ısı iletkenliğine sahip malzemeler daha iyi ısı dağılımı performansına sahiptir. Bakırın ısı iletkenliği yaklaşık 401 W/(m\cdot K), alüminyumunki ise yaklaşık 237 W/(m\cdot K)'dir. Radyatör malzemesini seçerken, maliyet ve ağırlık gibi faktörlerin kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurulması gerekir.
Hava akış koşulları: Hava akış hızı, radyatörün konveksiyonel ısı dağılımı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Zorlanmış konveksiyonda hava akış hızı yüksek olur, yüzey ısı transfer katsayısı h artar ve ısı dağılım performansı artar. Doğal konveksiyonda ise radyatörün montaj konumu ve çevre alanı gibi faktörler doğal hava akışını etkileyerek ısı dağılımını olumsuz etkiler.
Radyatörün yapısal tasarımı: Mantıklı bir yapısal tasarım, ısı dağıtım performansını artırabilir. Kanatçıkların şekli, aralığı ve yüksekliği gibi parametreler, ısı dağıtım alanını ve hava akışını etkiler. Pimli kanatlı bir radyatör, aynı hacimde düz kanatlı bir radyatörden daha büyük bir ısı dağıtım alanına sahiptir, ancak hava akış direnci de daha yüksek olabilir. Optimize edilmiş bir tasarımla en iyi denge noktasını bulmak önemlidir.