Το καλοριφέρ είναι μια ηλεκτρονική συσκευή κατασκευασμένη από ένα υλικό που μεταφέρει καλά τη θερμότητα και συχνά συνδέεται με μια ηλεκτρονική συσκευή για να διαχέει την ανεπιθύμητη θερμότητα. Χρησιμοποιείται για την ψύξη των εξαρτημάτων του κυκλώματος διαχέοντας την περίσσεια θερμότητας για την αποφυγή υπερθέρμανσης, πρόωρης βλάβης και για την αύξηση της αξιοπιστίας και της απόδοσης των εξαρτημάτων.
Η λειτουργία του καλοριφέρ βασίζεται στο νόμο της θερμότητας του Fourier. Κάθε φορά που υπάρχει μια διαβάθμιση θερμοκρασίας σε ένα αντικείμενο, η θερμότητα μεταφέρεται από περιοχές υψηλότερης θερμοκρασίας σε περιοχές χαμηλότερης θερμοκρασίας. Οι τρεις διαφορετικοί τρόποι μεταφοράς της θερμότητας είναι με ακτινοβολία, συναγωγή ή με αγωγιμότητα.
Η αγωγιμότητα της θερμότητας συμβαίνει κάθε φορά που δύο αντικείμενα σε διαφορετικές θερμοκρασίες έρχονται σε επαφή. Αυτό περιλαμβάνει συγκρούσεις μεταξύ γρήγορων μορίων από ένα πιο ζεστό αντικείμενο και πιο αργών μορίων από ένα πιο ψυχρό αντικείμενο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μεταφορά ενέργειας από το θερμό αντικείμενο στο ψυχρότερο αντικείμενο. Επομένως, μια ψύκτρα μεταφέρει θερμότητα με αγωγιμότητα και μεταφορά από ένα συστατικό υψηλής θερμοκρασίας όπως ένα τρανζίστορ σε ένα μέσο χαμηλής θερμοκρασίας όπως αέρας, λάδι, νερό ή οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο μέσο.
Τι είναι το καλοριφέρ
Υπάρχουν δύο τύποι καλοριφέρ, τα παθητικά και τα ενεργά θερμαντικά σώματα.
1. Οι ενεργές ψύκτρες χρησιμοποιούν ανεμιστήρες ψύξης ή φυσητήρες για να διαχέουν τη θερμότητα από την ψύκτρα. Αυτά έχουν εξαιρετικές ιδιότητες ψύξης αλλά απαιτούν τακτική συντήρηση λόγω των κινούμενων μερών.
2. Οι παθητικές ψύκτρες δεν χρησιμοποιούν ανεμιστήρες και δεν έχουν κινούμενα μέρη, καθιστώντας τους πιο αξιόπιστους.
Τα θερμαντικά σώματα μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω με βάση το φυσικό τους σχέδιο και το σχήμα, τα υλικά που χρησιμοποιούνται κ.λπ. Τα τυπικά θερμαντικά σώματα είναι:
Τα καλοριφέρ λειτουργούν ως εναλλάκτες θερμότητας και είναι συνήθως σχεδιασμένα να έχουν μέγιστη επιφάνεια σε επαφή με ένα ψυκτικό μέσο όπως ο αέρας. Η απόδοση εξαρτάται από φυσικά χαρακτηριστικά, όπως υλικά που χρησιμοποιούνται, επιφανειακή επεξεργασία, σχεδιασμός που προεξέχει, ταχύτητα ροής αέρα και μεθόδους σύνδεσης. Οι θερμικές πάστες, οι ενώσεις και οι αγώγιμες ταινίες είναι μερικά από τα υλικά που χρησιμοποιούνται μεταξύ της επιφάνειας της ψύκτρας ενός εξαρτήματος και της επιφάνειας της ψύκτρας για τη βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας και συνεπώς της απόδοσης της ψύκτρας.
Μέταλλα με εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, όπως το διαμάντι, ο χαλκός και το αλουμίνιο, δημιουργούν τις πιο αποτελεσματικές ψύκτες θερμότητας. Ωστόσο, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται συχνότερα λόγω του χαμηλότερου κόστους του.
Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση του ψυγείου περιλαμβάνουν:
1. Θερμική αντίσταση
2. Ροή αέρα
3. Αντοχή όγκου
4. Πυκνότητα πτερυγίων
5. Διάσταση πτερυγίων
6. Πλάτος
7. Μήκος
Οι ψύκτρες θερμότητας χρησιμοποιούνται για την ψύξη μιας ποικιλίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που δεν έχουν αρκετές δυνατότητες απαγωγής θερμότητας για να διαχέουν όλη την περίσσεια θερμότητας. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν:
Τρανζίστορ ισχύος, θυρίστορ και άλλες συσκευές μεταγωγής
δίοδος
ενσωματωμένο κύκλωμα
Επεξεργαστής CPU
επεξεργαστή γραφικών
Τα καλοριφέρ διατίθενται σε πολλούς διαφορετικούς τύπους και μεγέθη για να ταιριάζουν σε διαφορετικές εφαρμογές. Ο πιο συνηθισμένος τύπος ψυγείου είναι ένα καλοριφέρ με πτερύγια, το οποίο αποτελείται από πολλά λεπτά μεταλλικά πτερύγια συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αυτά τα πτερύγια αυξάνουν την επιφάνεια για καλύτερη ψύξη. Άλλοι τύποι ψυκτών θερμότητας περιλαμβάνουν πτερύγια πτερυγίων, θερμαντικά σώματα με σταυρωτά πτερύγια, θερμαντικά σώματα με πτερύγια και επίπεδα καλοριφέρ.
Το ψυγείο αυτοκινήτου λειτουργεί τόσο ως αποθήκευση νερού όσο και ως απαγωγή θερμότητας. Το ψυγείο είναι ένα σημαντικό μέρος του συστήματος ψύξης και σκοπός του είναι να προστατεύει τον κινητήρα από ζημιές που προκαλούνται από υπερθέρμανση. Η αρχή του ψυγείου είναι να χρησιμοποιεί ψυχρό αέρα για να μειώσει τη θερμοκρασία του ψυκτικού που προέρχεται από τον κινητήρα στο ψυγείο. Το ψυγείο ανήκει στο σύστημα ψύξης αυτοκινήτου. Το ψυγείο στο σύστημα ψύξης νερού του κινητήρα αποτελείται από τρία μέρη: έναν θάλαμο εισαγωγής νερού, έναν θάλαμο εξόδου νερού, μια κύρια πλάκα και έναν πυρήνα ψυγείου. Το ψυγείο ψύχει το ψυκτικό που έχει φτάσει σε υψηλές θερμοκρασίες. Το ψυκτικό υγρό στο ψυγείο γίνεται κρύο όταν οι σωλήνες και τα πτερύγια του ψυγείου εκτίθενται στη ροή αέρα που δημιουργείται από τον ανεμιστήρα ψύξης και την κίνηση του οχήματος.
Για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση του κινητήρα, τα εξαρτήματα που περιβάλλουν τον θάλαμο καύσης (χιτώνια κυλίνδρων, κυλινδροκεφαλές, βαλβίδες κ.λπ.) πρέπει να ψύχονται σωστά. Προκειμένου να εξασφαλιστεί το αποτέλεσμα ψύξης, το σύστημα ψύξης του αυτοκινήτου αποτελείται γενικά από ψυγείο, θερμοστάτη, αντλία νερού, κανάλι νερού κυλίνδρου, κανάλι νερού κεφαλής κυλίνδρου, ανεμιστήρα κ.λπ. Το ψυγείο είναι υπεύθυνο για την ψύξη του κυκλοφορούντος νερού. Οι σωλήνες νερού και οι ψύκτρες του είναι κυρίως κατασκευασμένοι από αλουμίνιο. Οι σωλήνες νερού από αλουμίνιο γίνονται σε επίπεδο σχήμα και οι ψύκτρες είναι κυματοειδείς. Δώστε προσοχή στην απόδοση απαγωγής θερμότητας. Η κατεύθυνση εγκατάστασης είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της ροής του αέρα. Προσπαθήστε να επιτύχετε Η αντίσταση στον αέρα πρέπει να είναι μικρή και η απόδοση ψύξης πρέπει να είναι υψηλή. Το ψυκτικό ρέει μέσα στον πυρήνα του ψυγείου και ο αέρας περνά έξω από τον πυρήνα του ψυγείου. Το ζεστό ψυκτικό υγρό γίνεται κρύο διαχέοντας θερμότητα στον αέρα και ο ψυχρός αέρας θερμαίνεται απορροφώντας τη θερμότητα που εκπέμπεται από το ψυκτικό, έτσι το ψυγείο είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας.
Η ψύκτρα είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη διαχείριση της θερμότητας που παράγεται από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Συνήθως κατασκευάζονται από μέταλλο ή αλουμίνιο και ο κύριος σκοπός τους είναι να διαχέουν τη θερμότητα μακριά από το στοιχείο στο οποίο είναι συνδεδεμένο. Οι ψύκτρες θερμότητας έχουν σχεδιαστεί με πτερύγια, κανάλια ή αυλακώσεις για να αυξάνουν την επιφάνεια για να βοηθήσουν στη μεταφορά θερμότητας από το εξάρτημα στο περιβάλλον. Τα καλοριφέρ διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και σχήματα για να ταιριάζουν σε διαφορετικές εφαρμογές.
Οι ψύκτρες είναι απαραίτητο συστατικό οποιουδήποτε ηλεκτρονικού συστήματος καθώς επιτρέπουν καλύτερη ψύξη και βελτιωμένη απόδοση. Διαχέοντας τη θερμότητα μακριά από το στοιχείο, το στοιχείο μπορεί να παραμείνει δροσερό και να λειτουργεί με τη μέγιστη απόδοση χωρίς φόβο για ζημιά από υπερθέρμανση. Τα καλοριφέρ μειώνουν επίσης τα επίπεδα θορύβου και κραδασμών απομακρύνοντας τη θερμότητα από τα εξαρτήματα και στο περιβάλλον.
Το ψυγείο είναι το βασικό συστατικό του συστήματος ψύξης του κινητήρα. Ο κύριος ρόλος του είναι να διασκορπίζει ένα μείγμα αντιψυκτικού και νερού στα πτερύγια του, το οποίο απελευθερώνει μέρος της θερμότητας του κινητήρα ενώ απορροφά δροσερό αέρα πριν συνεχίσει να περνάει τον υπόλοιπο κινητήρα
Το καλοριφέρ είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από το ένα μέσο στο άλλο με σκοπό την ψύξη και τη θέρμανση. Η πλειοψηφία των καλοριφέρ είναι κατασκευασμένα για να λειτουργούν σε αυτοκίνητα, κτίρια και ηλεκτρονικά.
Ένα ψυγείο είναι πάντα μια πηγή θερμότητας στο περιβάλλον του, αν και αυτό μπορεί να είναι είτε για το σκοπό της θέρμανσης ενός περιβάλλοντος είτε για την ψύξη του υγρού ή του ψυκτικού που παρέχεται σε αυτό, όπως για την ψύξη του κινητήρα του αυτοκινήτου και τους πύργους ξηρής ψύξης HVAC. Παρά το όνομα, τα περισσότερα καλοριφέρ μεταφέρουν το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητάς τους μέσω μεταφοράς αντί για θερμική ακτινοβολία
Σε ορισμένες εφαρμογές, τα θερμαντικά σώματα μπορεί να είναι ακριβά και δύσκολο να εγκατασταθούν. Επιπλέον, εάν δεν έχει το κατάλληλο μέγεθος για την εφαρμογή, η ψύκτρα μπορεί να μην διαχέει σωστά όλη τη θερμότητα που παράγεται από το εξάρτημα. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι ορισμένα εξαρτήματα είναι ευαίσθητα στις αλλαγές θερμοκρασίας, επομένως πρέπει να δίνεται προσοχή όταν επιλέγετε μια ψύκτρα για αυτούς τους τύπους εξαρτημάτων.
Με απλά λόγια, ένα καλοριφέρ είναι ένα αντικείμενο που διαχέει τη θερμότητα από μια πηγή θερμότητας. Εγκαθίστανται επίσης σε υπολογιστές, συσκευές αναπαραγωγής DVD και άλλες φορητές συσκευές. Όταν σκέφτεστε έναν απλό μηχανισμό που δείχνει πώς λειτουργεί ένα ψυγείο, μπορείτε να φανταστείτε ένα ψυγείο τοποθετημένο σε ένα αυτοκίνητο. Το ψυγείο αφαιρεί τη θερμότητα από τον κινητήρα του αυτοκινήτου σας. Ομοίως, μια ψύκτρα αντλεί θερμότητα, για παράδειγμα, από την CPU του υπολογιστή σας. Ο μηχανισμός λειτουργίας του καλοριφέρ σχετίζεται στενά με την αγωγιμότητα της θερμότητας. Όσο δύο αντικείμενα με διαφορετικές θερμοκρασίες έρχονται σε επαφή, θα υπάρχει αγωγιμότητα θερμότητας.
Αυτό περιλαμβάνει συγκρούσεις μεταξύ των γρήγορων μορίων του θερμότερου αντικειμένου και των πιο αργά κινούμενων μορίων του ψυχρότερου αντικειμένου. Αυτό έχει επίσης ως αποτέλεσμα τη μεταφορά ενέργειας από το θερμό αντικείμενο στο κρύο αντικείμενο. Επομένως, η ψύκτρα μεταφέρει θερμότητα από εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας (όπως τρανζίστορ) σε μέσα χαμηλής θερμοκρασίας (όπως αέρας, λάδι, νερό ή οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο μέσο) μέσω αγωγιμότητας και μεταφοράς.
Μια ψύκτρα έχει έναν θερμικό αγωγό που μεταφέρει τη θερμότητα από την πηγή θερμότητας σε πτερύγια ή ακίδες, παρέχοντας μια μεγάλη επιφάνεια για να διαχέεται η θερμότητα σε όλο τον υπόλοιπο υπολογιστή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ψύκτρες έχουν σχεδιαστεί για να μεγιστοποιούν την επιφάνεια σε επαφή με το περιβάλλον ψυκτικό μέσο. Έτσι, η απόδοση του ψυγείου εξαρτάται από την ταχύτητα του αέρα, το υλικό, το σχέδιο προεξοχής και την επιφανειακή επεξεργασία. Το γεγονός αυτό μας ωθεί να καινοτομούμε στους τύπους, τα υλικά και την κατασκευή των καλοριφέρ.
Τα θερμαντικά σώματα σωλήνων θερμότητας χρησιμοποιούνται ευρέως. Αυτό το είδος καλοριφέρ μπορεί να βελτιώσει την απόδοση απαγωγής θερμότητας πολλών εξοπλισμών και συσκευών υψηλής ισχύος. Χρησιμοποιείται ευρέως και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε SVG, μετατροπείς συχνότητας, μετατροπείς, νέες πηγές ενέργειας κ.λπ.
Ο χαλκός χρησιμοποιείται συχνά ως υλικό πυρήνα και η θερμική του αγωγιμότητα είναι δύο φορές πιο αποτελεσματική από το αλουμίνιο, με θερμική αγωγιμότητα περίπου 400 W/m-K. Επειδή ο χαλκός έχει εξαιρετικές ιδιότητες απαγωγής θερμότητας όσον αφορά τη θερμική αγωγιμότητα και την αντίσταση στη διάβρωση, παρέχει εξαιρετική, γρήγορη και αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας. Αλλά όσον αφορά τα μειονεκτήματα, ο χαλκός είναι τρεις φορές βαρύτερος από το αλουμίνιο και η τιμή είναι αρκετά υψηλή. Είναι επίσης πιο δύσκολο να σχηματιστεί από το αλουμίνιο.
Το αλουμίνιο είναι ένα εξαιρετικά ελαφρύ και φθηνό υλικό που είναι εξαιρετικά θερμικά αγώγιμο, καθιστώντας το ιδανικό για τις περισσότερες ψύκτρες. Το αλουμίνιο μπορεί να είναι ένα δομικά ισχυρότερο μέταλλο όταν χρησιμοποιείται σε λεπτά φύλλα. Αλλά η ικανότητα του αλουμινίου να μεταφέρει τη θερμότητα, γνωστή ως θερμική αγωγιμότητα, είναι περίπου η μισή από αυτή του χαλκού. Αυτό το μειονέκτημα περιορίζει την απόσταση που μπορεί να κινηθεί ή να μεταφερθεί η θερμότητα από την πηγή θερμότητας στο κάτω μέρος του ψυγείου
