เปรียบเทียบเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยของเหลว

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ปริมาณของอุปกรณ์คอนเวอร์เตอร์มีแนวโน้มที่จะกะทัดรัดและระบบมีแนวโน้มที่จะซับซ้อน ความหนาแน่นของความร้อนสูงได้กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาที่ไม่อาจต้านทานได้ เพื่อตอบสนองความต้องการความหนาแน่นของความร้อนสูง โซลูชันการระบายความร้อนแบบดั้งเดิม เช่น พัดลมและฮีทซิงค์ยังคงสร้างสรรค์นวัตกรรมต่อไป และวิธีการกระจายความร้อนที่แปลกใหม่และมีประสิทธิภาพปรากฏขึ้นในอย่างไม่รู้จบ ต่อหน้าวิธีการกระจายความร้อนหลายวิธี นักออกแบบต้องคำนึงถึงความสามารถในการกระจายความร้อนของวิธีการกระจายความร้อนแบบต่างๆ กลายเป็นความกังวลอย่างมาก เพื่อเลือกวิธีการกระจายความร้อนที่ประหยัดและเชื่อถือได้

การนำความร้อน:

สำหรับอากาศ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของการระบายความร้อนด้วยอากาศตามธรรมชาตินั้นต่ำมาก โดยมีค่าสูงสุดที่ 10W / (m2k) หากอุณหภูมิพื้นผิวหม้อน้ำและอากาศแตกต่างกัน 50 องศา ความร้อนที่อากาศถ่ายเทออกไปต่อตารางเซนติเมตรของพื้นที่กระจายความร้อนจะสูงถึง 0.05W โหมดการถ่ายเทความร้อนที่มีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนสูงที่สุดคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนที่มีการเปลี่ยนเฟส และลำดับของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของน้ำคือ 103 ~ 104 สาเหตุที่ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของท่อความร้อนดีมากก็คือการถ่ายเทความร้อน กระบวนการของส่วนระเหยและส่วนควบแน่นเป็นการถ่ายเทความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส

อากาศเย็น:

โหมดการระบายความร้อนด้วยอากาศมีต้นทุนต่ำและความน่าเชื่อถือสูง แต่เนื่องจากความสามารถในการกระจายความร้อนที่น้อย จึงใช้ได้กับกรณีที่มีกำลังการระบายความร้อนขนาดเล็กและพื้นที่กระจายความร้อนขนาดใหญ่เท่านั้น ในปัจจุบัน ฮอตสปอตการวิจัยของฮีทซิงค์ระบายความร้อนด้วยอากาศ - คือการรวมท่อความร้อนและครีบหม้อน้ำ ใช้ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนสูงของท่อความร้อนเพื่อถ่ายเทความร้อนอย่างสม่ำเสมอไปยังพื้นผิวครีบ ปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิพื้นผิวครีบ และปรับปรุง ประสิทธิภาพการกระจายความร้อน การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนด้วยอากาศเป็นวิธีการทำความเย็นทั่วไปสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลัง และโครงสร้างทั่วไปคือรูปแบบของหม้อน้ำและพัดลม แม้ว่าโครงสร้างจะมีการใช้งานที่สะดวกและต้นทุนต่ำ แต่ความสามารถในการกระจายความร้อนก็มีจำกัด

การระบายความร้อนด้วยของเหลว:

แม้ว่าเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยอากาศจะยังคงพัฒนาต่อไป แต่ตัวระบายความร้อนด้วยอากาศเองก็ถูกจำกัดด้วยความสามารถในการกระจายความร้อน ด้วยการปรับปรุงฟลักซ์ความร้อนอย่างต่อเนื่อง การประยุกต์ใช้อุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยของเหลวที่มีความสามารถในการกระจายความร้อนมากขึ้นจะได้รับความนิยม ตามตารางที่แนบมาช่วงโดยประมาณของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนด้วยการพาความร้อนแบบบังคับด้วยแก๊สคือ 20 ~ 100W / (ระดับ M2) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของการพาความร้อนแบบบังคับสูงถึง 15000w / (M2 องศา) ซึ่งมากกว่า 100 เท่าของการพาความร้อนแบบบังคับด้วยแก๊ส

สรุป:

1. เมื่อถูกจำกัดด้วยพื้นที่กระจายความร้อน ขีดจำกัดการกระจายความร้อนของระบบระบายความร้อนด้วยอากาศจะอยู่ที่ประมาณ 5W / cm2 หากไม่ถูกจำกัดด้วยพื้นที่กระจายความร้อน การเพิ่มปริมาณลมของพัดลมและการเพิ่มพื้นที่หม้อน้ำจะทำให้ความสามารถในการกระจายความร้อนของระบบระบายความร้อนด้วยอากาศสูงขึ้น

2. ความสามารถในการกระจายความร้อนของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวนั้นมีขนาดที่สูงกว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศหนึ่งอันดับ และศักยภาพในการกระจายความร้อนของระบบยังไม่ได้รับการใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ ปัจจุบันโหมดระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนแบบบังคับของน้ำในไมโครแชนเนลเป็นโหมดที่มีความสามารถในการกระจายความร้อนสูงสุดในระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ และความสามารถในการกระจายความร้อนสามารถเข้าถึง 790W / cm2

3.การประเมินความสามารถในการกระจายความร้อนของหม้อน้ำถูกจำกัดโดยปัจจัยหลายประการ รวมถึงสภาพแวดล้อม ขนาดส่วนประกอบ อุณหภูมิโต๊ะหม้อน้ำ และปัจจัยอื่นๆ ต้องวิเคราะห์เงื่อนไขเฉพาะ