Hladnjaci od 250 W s toplinskim cijevima/parnom komorom

U različitim primjenama, inženjerske odluke u vezi s optimalnim rješenjem za hladnjake mogu ovisiti o cijeni i izvedbi. U teoriji, dobivanje najjeftinijeg proizvoda koji zadovoljava zahtjeve performansi čini se lakim. Zapravo, kupci često odlučuju promijeniti specifikacije performansi (upotrebom različitih čipova) ili žrtvovati neke performanse (kao što je degradacija čipova na temelju uvjeta) kada se suočavaju s visokim cijenama.

Ovaj članak uspoređuje nekoliko hladnjaka na temelju toplinskih cijevi/parne komore za pokazatelje učinka i cijene:
Učinkovitost: Koristite programski paket FloTHERM CFD za izračun ukupne učinkovitosti hladnjaka Δ T.
Trošak: pod pretpostavkom da je veličina serije dovoljno velika, investicijski trošak tvrdog kalupa neće se odraziti na jediničnu cijenu. Osim toga, jedinična cijena je u odnosu na rješenje s najnižom cijenom (1 puta, 1,1 puta, itd.), budući da će povećanje veličine serije smanjiti jedinični trošak.

Parametri dizajna hladnjaka
Snaga izvora topline: 250 watta
Veličina izvora topline: 30 x 30 mm
Maksimalna temperatura okoline: 25 stupnjeva
Brzina protoka zraka: 40 kubičnih stopa u minuti (CFM)
Kondenzator: veličina peraje na fiksiranje 115 * 85 * 65 mm

Počnimo s najosnovnijim dizajnom i postupno zaronimo u složene procese da vidimo kako dizajn utječe na izvedbu i cijenu.
1. Hladnjak toplinske cijevi na bazi aluminija ili bakra

Hladnjak toplinske cijevi s aluminijskom bazom u obliku slova U

Ovo je najtradicionalniji dizajn radijatora s toplinskom cijevi. Četiri toplinske cijevi u obliku slova U zavarene su na aluminijsku ili bakrenu podlogu i zatim u kontaktu s izvorom topline. Toplina prvo mora proći kroz bazu, a zatim mogu doći do toplinske cijevi.
Osim savijanja, nikakve druge sekundarne operacije nisu izvedene na četiri toplinske cijevi od 6 mm, iako je kontaktna površina između toplinskih cijevi i baze u ovom primjeru blago ravna.
 

CFD radijatora s toplinskom cijevi s aluminijskom bazom

Model FloThermal pokazuje da je temperatura hladnjaka 53,9 stupnjeva viša od temperature okoline (78,9 stupnjeva -25 stupnjeva =referentna maksimalna temperatura - temperatura okoline), a tu temperaturu koristimo kao referentnu vrijednost performansi, s referentna vrijednost troškova definirana kao 1 put.
Ako je potrebna veća učinkovitost, umjesto aluminijske baze može se koristiti bakrena baza. Toplinska vodljivost bakrene baze dvostruko je veća od aluminijske baze, tako da je izvedba bakrene baze poboljšana za 2,3 stupnja. Dizajn bakrene baze povećava cijenu za 5% u usporedbi s aluminijskom bazom, a tu je i blagi porast težine.

2. Radijator hladnjaka toplinske cijevi s izravnim kontaktom
 

Radijator toplinske cijevi s izravnim kontaktom

Ovaj dizajn omogućuje izravan kontakt između izvora topline i toplinske cijevi, čime se eliminira baza koja apsorbira toplinu i materijali sučelja (lem koji se koristi za pričvršćivanje toplinske cijevi na bazu). Međutim, kako bi se postigla potrebna glatkoća površine, toplinska cijev mora biti strojno obrađena (sekundarna operacija).

CFD radijatora toplinske cijevi s izravnim kontaktom

Zbog izravnog kontakta između toplinske cijevi i izvora topline, performanse ovog dizajna hladnjaka poboljšane su na 49,3 stupnja, što je 4,6 stupnjeva više od referentne vrijednosti i 2,3 stupnja više od dizajna koji koristi bakrenu bazu. Međutim, zahtijeva dodatnu obradu baze (ugradnja žljebova toplinske cijevi) i obradu toplinske cijevi, što je 1,1 puta skuplje od benchmark dizajna (10% skuplje).

3. Pločasti hladnjak s ravnomjernom temperaturom u obliku slova U

Pločasti hladnjak s ravnomjernom temperaturom u obliku slova U

Ovo rješenje zamjenjuje četiri toplinske cijevi od 6 mm s jednom parnom komorom u obliku slova U. Što se tiče dizajna, najsličniji je hladnjaku toplinske cijevi s izravnim kontaktom, pri čemu oba omogućuju CPU-u izvora topline da dođe u izravan kontakt s dvofaznim komponentama. Važno razmatranje pri odabiru ovog dizajna je može li dobavljač hladnjaka proizvesti integriranu parnu komoru, budući da se tradicionalni dvodijelni dizajni ne mogu saviti u U-oblik.

CFD hladnjaka ploče s ravnomjernom temperaturom u obliku slova U

U usporedbi s dizajnom toplinske cijevi s izravnim kontaktom, izvedba rješenja vc hladnjaka poboljšana je za 21,5% (11,6 stupnjeva), dok je cijena porasla samo za 4,55%. Međutim, povećanje debljine stjenke vc hladnjaka rezultiralo je povećanjem težine radijatora hladnjaka od približno 75 g.

4. 3D hladnjak s ravnomjernom temperaturnom pločom

3D hladnjak s ravnom temperaturom

U ovom dizajnu, donja ploča koja apsorbira toplinu je parna komora koja dijeli parni prolaz s okomitom toplinskom cijevi kondenzatora. Tijekom faze proizvodnje, 8 toplinskih cijevi otvorenog tipa zalemljeno je u ploču parne komore s otvorima; Parna komora je u izravnom kontaktu s izvorom topline, ravnomjerno raspoređujući toplinu duž ravnine XY i raspršujući toplinu do rebara kroz okomite toplinske cijevi.

CFD 3D hladnjaka s parnom komorom

Ovaj dizajn ima najbolje performanse, ali je cijena visoka. U usporedbi s najbližim konkurentom, dizajnom ploče vc hladnjaka u obliku slova U, njegova se temperatura smanjila za gotovo 2 stupnja (performanse su porasle za 4,9%), ali mu se cijena udvostručila (povećala za 117%).
Međutim, treba napomenuti da ovaj slučaj nije u potpunosti istaknuo potencijalne prednosti dizajna 3D komore za paru. Kako se potrebna veličina donje ploče povećava, razlika u izvedbi između ovog rješenja i dizajna ploče s parnom komorom u obliku slova U također se povećava.

Sažetak
Donja tablica pokazuje da se promjenom materijala ili dvofaznih komponenti hladnjaka može postići značajno poboljšanje performansi. Od referentnog hladnjaka temeljenog na aluminiju do 3D vc ploče hladnjaka, izvedba je poboljšana za 17 stupnjeva, ali je cijena porasla za 150%.
 

Usporedba performansi radijatora i cijene

Zamjenom baze bakrenim materijalom s jačom toplinskom vodljivošću ili postavljanjem toplinske cijevi u izravan kontakt s izvorom topline, može se postići umjereno poboljšanje performansi od oko 7% -15% i povećanje troškova (u odnosu na referentnu vrijednost). .
Dizajn s najboljom ukupnom vrijednošću s obzirom na parametre primjene može biti hladnjak s parnim komorama. Iako je 15% skuplji od referentne cijene, performanse su mu poboljšane za 28% (za 15,2 stupnja).

Popularni tagovi: Hladnjaci od 250 W s toplinskim cijevima/parnom komorom, Kina, dobavljači, proizvođači, tvornica, prilagođeno, besplatni uzorak, proizvedeno u Kini, Al ekstruzijski hladnjak sudoper, Visokokvalitetni hladnjak hladnjaka, Visokokvalitetni hladnjak, OEM hladnjak sudoper, Komora pare, Hladnjak s patentnim zatvaračem