Disipadores de calor
Ofrecemos soluciones y productos de gestión térmica en diversos campos a nuestros clientes. En algunas áreas especializadas, nuestra experiencia y capacidades técnicas nos permiten resolver eficazmente numerosos problemas.
Disipador de calor con aletas biseladas
Disipador de calor del módulo de tubo de calor
Disipador de calor por extrusión
Disipador de calor con unión de epoxy
Disipador de calor de fundición a presión
Disipador de calor de forja en frío
¿Qué es un disipador de calor?
Cuando un componente electrónico genera calor, el disipador entra en contacto directo con él. El calor se transfiere del elemento calefactor al radiador por conducción. Para fabricar disipadores de calor se suelen utilizar metales con alta conductividad térmica, como el aluminio y el cobre. Esto permite que el calor se absorba y distribuya rápidamente por todo el disipador.
El diseño del disipador de calor tiene una gran superficie, generalmente en forma de aletas. Cuando la superficie caliente del disipador calienta el aire circundante, las moléculas de aire ganan energía, su densidad disminuye y ascienden. Entonces, el aire más frío se desplaza y reemplaza el aire caliente ascendente. Este proceso de circulación del aire potencia el efecto de convección, lo que puede mejorar significativamente la tasa de disipación de calor y ayudar a mantener los componentes electrónicos a una temperatura de funcionamiento segura. Esto es un disipador de calor, un dispositivo que se utiliza para reducir la temperatura interna de los componentes electrónicos.
¿Cómo diseñar un disipador de calor?
Al diseñar un disipador de calor, hay muchas cuestiones a tener en cuenta, entre las que se encuentran los siguientes parámetros importantes a considerar
Requisitos de disipación de calor
Definir claramente los parámetros de potencia, generación de calor y temperatura máxima de operación permitida de los equipos o componentes que requieren disipación de calor, con el fin de determinar la capacidad de disipación de calor requerida del disipador de calor.
Limitaciones de espacio
Tenga en cuenta el tamaño y la forma del espacio donde se instalará el disipador de calor para garantizar que el radiador diseñado pueda instalarse y adaptarse adecuadamente en el equipo.
Condiciones ambientales
Comprenda la temperatura, la humedad y otras condiciones del entorno de uso para seleccionar materiales adecuados, métodos de disipación de calor y tratamiento de superficie para el disipador de calor.
¿Cómo elegir el método correcto de disipación de calor?
Al diseñar un disipador de calor, es fundamental considerar su potencia y determinar el método de diseño en función de ella. Entre ellos, el disipador de calor por convección natural, el disipador de calor por aire forzado y la placa de refrigeración líquida son los tres métodos más básicos de disipación de calor.
Disipación de calor por convección natural
Ideal para situaciones con baja generación de calor, espacio disponible y estrictos requisitos de ruido, que dependen del flujo de aire natural para disipar el calor. Los radiadores suelen estar diseñados con amplias áreas de disipación de calor y aletas. Este tipo de disipador se fabrica generalmente mediante procesos de fundición a presión y forjado en frío, similares a los de la iluminación LED. Los chips de placa base de menos de 10 W utilizan este método de disipación de calor por convección natural.
Refrigeración por aire forzado para disipación de calor
Si la potencia térmica del sistema o chip es relativamente alta, generalmente superior a 50 W, la convección natural no puede disipar el calor. Por lo tanto, es necesario aumentar el ventilador para forzar el flujo de aire y aprovecharlo para disipar el calor de la superficie del disipador, reduciendo así la temperatura del chip. Esto mejora significativamente la eficiencia de disipación. Los dos factores que generalmente se consideran son las especificaciones y los parámetros del radiador y el ventilador, y la optimización del diseño de ambos es la solución ideal.
Disipación de calor de la placa de refrigeración líquida
Debido a la alta densidad de potencia de los chips, los métodos tradicionales de disipación de calor no pueden satisfacer las necesidades de disipación. Por lo tanto, se necesita una placa de refrigeración líquida eficiente para solucionar este problema. El calor se disipa mediante circulación de líquido, lo que ofrece una alta eficiencia de disipación y es adecuado para equipos de alta generación de calor. Sin embargo, el sistema es relativamente complejo y su coste elevado. Esto requiere una consideración exhaustiva y el diseño de la solución óptima. Walmate cuenta con un equipo de ingenieros expertos que pueden ofrecer a sus clientes la mejor solución de diseño.
¿Cómo calcular la capacidad de disipación de calor de un disipador de calor?
Se puede calcular mediante la fórmula de balance térmico, como Q = h*A*Delta T, donde Q es la cantidad de disipación de calor, h es el coeficiente de transferencia de calor superficial, A es el área de disipación de calor y ΔT es la diferencia de temperatura entre la superficie del disipador de calor y el entorno. También se puede calcular determinando la resistencia térmica. Cuanto menor sea la resistencia térmica, mayor será la capacidad de disipación de calor, y la resistencia térmica R = ΔT/Q. Sin embargo, existen otros factores que influyen en el disipador de calor.
Propiedades materiales: Cada material tiene diferente conductividad térmica. Los materiales con alta conductividad térmica, como el cobre y el aluminio, ofrecen una mejor disipación del calor. La conductividad térmica del cobre es de aproximadamente 401 W/(m\cdot K), mientras que la del aluminio es de aproximadamente 237 W/(m\cdot K). Al seleccionar el material del radiador, es fundamental considerar cuidadosamente factores como el costo y el peso.
Condiciones del flujo de aire: La velocidad del flujo de aire influye considerablemente en la disipación de calor por convección del radiador. En el caso de convección forzada, la velocidad del flujo de aire es alta, el coeficiente de transferencia de calor superficial h aumenta y la disipación de calor mejora. En el caso de convección natural, factores como la posición de instalación del radiador y el espacio circundante afectan el flujo natural de aire, lo que afecta la disipación de calor.
Diseño estructural del radiador: Un diseño estructural razonable puede mejorar la disipación de calor. Parámetros como la forma, el espaciado y la altura de las aletas afectan el área de disipación y el flujo de aire. Un radiador de aletas de pasador tiene un área de disipación mayor que un radiador de aletas planas con el mismo volumen, pero la resistencia al flujo de aire también puede ser mayor. Es necesario encontrar el equilibrio óptimo mediante un diseño optimizado.
