Leitfaden zu Kühlkörpern – Typen, Verwendungszwecke und Anwendungen

Suchen Sie einen Ratgeber zu Kühlkörpern?

Sie müssen nicht weiter suchen.

In diesem Leitfaden werden die Arten von Kühlkörpern, ihre Verwendung und ihre häufigsten industriellen Anwendungen untersucht.

Am Ende dieses Beitrags werden Sie besser verstehen, was Kühlkörper sind und welche Vorteile sie für Ihr Unternehmen haben können.Bleiben Sie dran!

Was ist ein Kühlkörper?

Ein Kühlkörper ist ein passives Gerät, das Wärmeenergie von einem heißen Objekt auf ein kühleres Objekt überträgt.

Es besteht aus Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Aluminium.Der Kühlkörper dient der effizienten Wärmeableitung.

Kühlkörper werden häufig in elektronischen Geräten wie CPUs, GPUs und LED-Leuchten verwendet.

Wenn diese Geräte zu heiß werden, hilft der Kühlkörper dabei, sie abzukühlen, indem er die Wärme vom heißen Objekt weg und in die kühlere Umgebung überträgt.

Ohne Kühlkörper würden diese Geräte überhitzen und sich möglicherweise selbst beschädigen oder zerstören.

Wie funktioniert ein Kühlkörper?

Ein Kühlkörper ist ein Gerät, das Wärmeenergie von der CPU eines Computers absorbiert und in weniger schädliche Energieformen umwandelt.

Es überträgt die Wärmeenergie an die Umgebungsluft, die sich abkühlt und zu Wind oder Wasserdampf wird.

Der Vorgang wiederholt sich dann, indem er zunächst Wärme von einer Oberfläche (der „Quelle“) aufnimmt und sie dann bei kühleren Temperaturen an einer anderen Oberfläche (der „Senke“) abgibt.

Dieser Prozess funktioniert, weil Luftmoleküle mit hoher Temperatur in der Nähe von Metalloberflächen beginnen, schneller hin und her zu vibrieren als in anderen Umgebungen.

Diese Vibration erzeugt einen elektrischen Strom in jedem nahegelegenen Kabel. Wenn Sie also Kabel an beiden Seiten des Kühlkörpers mit Kupferdraht verbinden, fließt Strom.

Kühlkörpermaterialien

Aluminium-Kühlkörper

Aluminium ist hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit besser als jedes andere Metall und im Vergleich zu anderen hochwertigen Metallen wie Kupfer oder Silber sehr günstig.

Aluminium-Kühlkörper sind nicht die besten Kühlkörper auf dem Markt, aber sie gehören sicherlich zu den effizientesten.

Aluminium leitet Wärme hervorragend von allem ab, was es berührt (denken Sie daran, dass die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium fast dreimal höher ist als die von Kupfer), und Aluminium-Kühlkörper nutzen diese Tatsache bei allen Rippen zu ihrem Vorteil.

Kupferkühlkörper

Kupferkühlkörper eignen sich im Allgemeinen besser für Anwendungen, die eine höhere Leistungsdichte haben oder eine gleichmäßigere Wärmeableitung auf der Kühlkörperoberfläche erfordern.

Kupfer sorgt für einen größeren Unterschied in der thermischen Leistung zwischen Umgebungs- und Sperrschichttemperatur, was zu niedrigeren durchschnittlichen Gehäusetemperaturen bei Hochleistungsbetrieb führt.

Arten von Kühlkörpern

Es gibt verschiedene Arten von Kühlkörpern.Hersteller wie Winshare Thermal Entwerfen Sie je nach Anwendung oder Gerät unterschiedliche Kühlkörper.

· Extrudierte Kühlkörper

Die Form eines extrudierten Kühlkörpers entsteht durch das Pressen von Metall in eine Form.

Diese Art von Kühlkörper ist sehr verbreitet, da sie eine gute Leistung zu einem günstigen Preis bietet.

Ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit dieses Kühlkörpertyps ist die Richtung, in der die Lamellen gebogen sind, entweder zur Basis hin oder von dieser weg.

· Geschälte Kühlkörper

Geschälte Kühlkörper haben die Form scharfer Klingen und sind die gebräuchlichsten Arten von Kühlkörpern.

Diese Kühlkörper sind einfach herzustellen, insbesondere wenn sie groß sind und komplexe Formen erfordern.

Geschälte Kühlkörper werden dort eingesetzt, wo die wärmeableitende Oberfläche nicht mehr als 1 Quadratmeter beträgt.

Ein Nachteil dieses Kühlkörpertyps besteht darin, dass seine Leistung von der Geschwindigkeit und dem Druck des Flüssigkeitsstroms abhängt.

· Heatpipe-Kühlkörper

Ein Wärmerohrtyp ist ein passives Gerät, das aus speziellen Materialien besteht, die als thermoskompressible Flüssigkeiten bezeichnet werden.

Wenn ein Ende des Materials oder Verdampfers erhitzt wird, kommt es zur Verdampfung, wodurch das Material in Gas umgewandelt wird.Das Gas steigt zu anderen angeschlossenen Rohren auf, wo es zu einer Flüssigkeit kondensiert und zurück zum Verdampfer gelangt.

Heatpipe-Typen funktionieren am besten, wenn sie aus zwei Metallarten bestehen: Metall mit großer Oberfläche, das als Verdampfer dient, und Kupfer- oder Aluminiumrohre, die an beiden Enden für die thermische Verbindung verbunden sind.

· Geklebte Kühlkörper

Für die Kühlung Ihrer CPU eignen sich am besten gebondete Kühlkörper.Verbundkühlkörper – immer noch allgemein bekannt als Peltier-Kühler oder thermoelektrische Kühler (TEC) – können CPUs mit bis zu 150 W kühlen (am häufigsten sind 40-W-TECs).

Geklebte Kühlkörper gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen: Aktives Bonden und Passives Bonden.

· Geschmiedete Kühlkörper

Geschmiedete Kühlkörper werden hergestellt, indem Metall in eine Form gegossen oder gepresst und abgekühlt wird.

Sie können aus Aluminium, Kupfer und anderen Metallen wie Edelstahl hergestellt werden.

Teile, die eine extrem hohe Festigkeit erfordern, können durch Schmieden geformt werden.Geschmiedete Teile haben in der Regel das beste Aussehen, auch wenn es sich möglicherweise um die teuersten Arten von Kühlkörpern handelt.

Bei High-End-CPU-Kühlern werden häufig geschmiedete Kühlkörper verwendet, da diese meist gut aussehen und aufgrund ihrer Größe große Wärmemengen ableiten können.

· Lötkühlkörper

Lötkühlkörper sind Arten von Kühlkörpern, bei denen die Teile mit einem Lötmaterial wie Silber oder Kupfer verbunden sind.

Beim Verbinden von Metall mit Aluminium wird häufig Hartlöten eingesetzt, da es einen niedrigen Schmelzpunkt hat und bei schneller Abkühlung starke Verbindungen bildet.

Gelötete Kühlkörper bestehen normalerweise aus Kupfer, können aber auch aus Aluminium hergestellt werden.

· Reibrührgeschweißter Kühlkörper

Reibrührgeschweißte Kühlkörper können aus verschiedenen Metallarten hergestellt werden, darunter Kupfer und Aluminium.

Reibrührschweißen ist eine Art des Schweißens, bei dem die Metalle miteinander verrührt werden, ohne sie zu schmelzen, indem die Metalle gedreht werden, bis sie sich verbinden.

Reibrührgeschweißte Arten von Kühlkörpern ermöglichen flexiblere Formen und Größen als andere, stabilere Arten von Kühlkörpern.

Wofür können Kühlkörper verwendet werden?

• Verlängert die Lebensdauer elektronischer Geräte

• Die Effizienz wird durch die Wärmeabfuhr verbessert

• Schützt empfindliche Schaltkreise vor Überhitzung

• Sorgt dafür, dass das Gerät während des Gebrauchs kühl bleibt

Wie wählt man den richtigen Kühlkörper aus?

Bei der Auswahl eines Kühlkörpers müssen Sie drei Hauptfaktoren berücksichtigen:

· Art des Kühlkörpers

Die Art des Kühlkörpers, den Sie benötigen, hängt davon ab, welche Art von Gerät Sie abkühlen möchten.

Es gibt zwei Arten von Kühlkörpern:

1. Passiv

2. Aktiv

Passive Kühlkörper nutzen den natürlichen Luftstrom zur Wärmeableitung, während aktive Kühlkörper über Lüfter oder andere Mittel zur aktiven Kühlung des Geräts verfügen.

Wenn Sie keine gute Luftzirkulation um Ihr Gerät herum haben, benötigen Sie einen aktiven Kühlkörper.

· Notwendigkeit des Kühlkörpers

Als nächstes sollten Sie überlegen, ob Sie einen Kühlkörper benötigen oder nicht.Nicht alle Geräte erzeugen viel Wärme und manche Geräte, die viel Wärme produzieren, müssen nicht unbedingt gekühlt werden.

Der beste Weg, um festzustellen, ob Sie einen Kühlkörper benötigen oder nicht, besteht darin, die technischen Daten des Geräts genau zu lesen.

Wenn es überdurchschnittliche Wärmemengen erzeugt, möchten Sie wahrscheinlich einen aktiven Kühlkörper verwenden.

Messen Sie die Temperatur Ihres Geräts mit einem Thermometer.Wenn es mehr als 50 Grad Celsius erreicht, sollten Sie einen Kühlkörper verwenden.

· Die Funktionen, die Sie sich ansehen sollten

Als letztes sollte man sich die Eigenschaften eines Kühlkörpers ansehen.Mehrere Merkmale können die Wirksamkeit Ihres Kühlkörpers beeinflussen.

Sie möchten sicherstellen, dass der Kühlkörper eine gute Wärmeleitfähigkeit, niedrige Betriebstemperaturen, eine geringe Geräuschentwicklung und eine einstellbare Geschwindigkeit aufweist.

Diese Dinge stellen sicher, dass Sie die beste Funktion aus Ihrem neuen Kühlkörper herausholen!

Hauptanwendungen eines Kühlkörpers

Einige der Kühlkörperanwendungen sind:

· Kühlkörper werden häufig in der Elektronikindustrie verwendet.Man findet sie in Motherboards, Mikroprozessoren und als Wärmeverteiler auf Grafikkarten.

· Kühlkörper werden häufig in Haushaltsgeräten wie Kühlschränken oder Klimaanlagen eingesetzt, bei denen als Nebenprodukt des Kühlprozesses Wärme entsteht.

· Kühlkörper werden häufig in Wärmetauschern verwendet, bei denen Wärme von einem Fluid mit hoher Wärmekapazität auf ein Fluid mit niedriger Wärmekapazität übertragen wird.Diese Kühlkörperanwendung findet sich in Klimaanlagen, Wärmepumpen und Heizsystemen.

· Kühlkörper werden auch als Heizkörper in Autoheizungen oder Heizgeräten für einige industrielle Prozesse eingesetzt.

· Kühlkörper werden häufig in der Beleuchtungsindustrie eingesetzt, wo als Nebenprodukt der elektrischen Entladung während der Beleuchtung etwas Wärme entsteht.Diese Kühlkörperanwendung findet sich bei Bühnen-/Automobilleuchten und Studiolampen, bei denen die Wärmeerzeugung verringert werden muss.