Radiatoare de 250 W cu conducte termice / cameră de vapori

În diferite aplicații, deciziile de inginerie privind soluția optimă pentru radiatoarele pot depinde de cost și performanță. În teorie, obținerea produsului cu cel mai mic cost pentru a îndeplini cerințele de performanță pare ușoară. De fapt, clienții aleg adesea să schimbe specificațiile de performanță (folosind diferite cipuri) sau să sacrifice anumite performanțe (cum ar fi degradarea cipurilor în funcție de condiții) atunci când se confruntă cu prețuri ridicate.

Acest articol compară mai multe radiatoare bazate pe conducte de căldură/camera de vapori pentru indicatorii de performanță și cost:
Performanță: Folosiți pachetul software FloTHERM CFD pentru a calcula performanța globală a radiatorului Δ T.
Cost: Presupunând că dimensiunea lotului este suficient de mare, costul de investiție al matriței dure nu se va reflecta în prețul unitar. În plus, prețul unitar este relativ la soluția cu cel mai mic cost (de 1 ori, de 1,1 ori etc.), deoarece creșterea dimensiunii lotului va reduce costul unitar.

Parametrii de proiectare a radiatorului
Putere sursa de caldura: 250 wati
Dimensiunea sursei de caldura: 30 x 30 mm
Temperatura ambientala maxima: 25 de grade
Debitul de aer: 40 de picioare cubi pe minut (CFM)
Condensator: fixare pe aripioare dimensiune 115 * 85 * 65 mm

Să începem cu cel mai elementar design și să ne adâncim treptat în procesele complexe pentru a vedea cum performanța și costurile sunt afectate de proiectare.
1. Radiator termic pe bază de aluminiu sau cupru

Radiatorul conductei de căldură cu bază din aluminiu în formă de U

Acesta este cel mai tradițional design al unui radiator cu conducte de căldură. Patru conducte de căldură în formă de U sunt sudate pe o bază de aluminiu sau cupru și apoi sunt în contact cu o sursă de căldură. Căldura trebuie să treacă mai întâi prin bază, apoi pot ajunge la conducta de căldură.
În afară de îndoire, nu au fost efectuate alte operații secundare pe cele patru conducte de căldură de 6 mm, deși zona de contact dintre conductele de căldură și bază din acest exemplu este ușor plată.
 

CFD al radiatorului cu țeavă de căldură cu bază de aluminiu

Modelul FloThermal arată că temperatura radiatorului este cu 53,9 grade mai mare decât temperatura ambiantă (78,9 grade -25 grade =temperatura maximă de referință - temperatura ambiantă), iar noi folosim această temperatură ca etalon de performanță, cu un indicator de cost definit ca 1 dată.
Dacă sunt necesare performanțe mai mari, se poate folosi o bază de cupru în locul unei baze de aluminiu. Conductivitatea termică a bazei de cupru este de două ori mai mare decât a bazei de aluminiu, astfel încât performanța bazei de cupru este îmbunătățită cu 2,3 ​​grade. Designul bazei din cupru crește costul cu 5% în comparație cu baza din aluminiu și există, de asemenea, o ușoară creștere a greutății.

2. Radiator radiator radiator conductă de căldură cu contact direct
 

Radiator cu conducte termice cu contact direct

Acest design permite contactul direct între sursa de căldură și conducta de căldură, eliminând astfel baza de absorbție a căldurii și materialele de interfață (lipire utilizată pentru a fixa conducta de căldură la bază). Totuși, pentru a obține netezimea necesară a suprafeței, conducta termică trebuie prelucrată (funcționare secundară).

CFD pentru radiatorul conductei de căldură cu contact direct

Datorită contactului direct dintre conducta de căldură și sursa de căldură, performanța acestui design al radiatorului a fost îmbunătățită la 49,3 grade, ceea ce este cu 4,6 grade mai mare decât valoarea de referință și cu 2,3 ​​grade mai mare decât designul folosind o bază de cupru. Cu toate acestea, necesită o prelucrare suplimentară a bazei (caneluri de încorporare a conductei de căldură) și prelucrarea conductei de căldură, care este de 1,1 ori costul designului de referință (cu 10% mai scump).

3. Radiator cu placă de temperatură uniformă în formă de U

Radiator cu placă de temperatură uniformă în formă de U

Această soluție înlocuiește patru conducte de căldură de 6 mm cu o singură cameră de vapori în formă de U. În ceea ce privește designul, este cel mai asemănător cu un radiator cu conducte de căldură cu contact direct, ambele permitând CPU sursei de căldură să intre în contact direct cu componentele bifazate. Considerentul important pentru alegerea acestui design este dacă furnizorul de radiatoare poate fabrica o cameră de vapori integrată, deoarece modelele tradiționale din două piese nu pot fi îndoite într-o formă de U.

CFD al radiatorului cu placă de temperatură uniformă în formă de U

În comparație cu designul conductei de căldură cu contact direct, performanța soluției de radiator vc s-a îmbunătățit cu 21,5% (11,6 grade), în timp ce costul a crescut doar cu 4,55%. Cu toate acestea, creșterea grosimii peretelui radiatorului vc a dus la o creștere cu aproximativ 75 g a greutății radiatorului radiatorului.

4. Radiator cu placă de temperatură uniformă 3D

Radiator cu placă de temperatură uniformă 3D

În acest design, placa inferioară de absorbție a căldurii este o cameră de vapori care împarte un pasaj de abur cu conducta de căldură verticală a condensatorului. În timpul fazei de fabricație, 8 conducte de căldură de tip deschis sunt lipite într-o placă cu cameră de vapori cu deschideri; Camera de vapori este în contact direct cu sursa de căldură, distribuind uniform căldura de-a lungul planului XY și dispersând căldura către aripioare prin conductele de căldură verticale.

CFD al radiatorului 3D cu cameră de vapori

Acest design are cele mai bune performanțe, dar costul este ridicat. În comparație cu cel mai apropiat concurent al său, designul plăcii radiatorului vc în formă de U, temperatura sa a scăzut cu aproape 2 grade (performanța a crescut cu 4,9%), dar prețul său s-a dublat (a crescut cu 117%).
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că acest caz nu a evidențiat pe deplin avantajele potențiale ale designului camerei de vapori 3D. Pe măsură ce dimensiunea necesară a plăcii inferioare crește, crește și diferența de performanță dintre această soluție și designul plăcii de vapori în formă de U.

rezumat
Tabelul de mai jos arată că schimbarea materialului sau a componentelor bifazate ale radiatorului poate obține o îmbunătățire considerabilă a performanței. De la radiatorul de referință pe bază de aluminiu până la soluția de plăci radiatoare 3D vc, performanța a fost îmbunătățită cu 17 grade, dar costul a crescut cu 150%.
 

Comparație între performanța și costul radiatorului

Prin înlocuirea bazei cu material de cupru cu conductivitate termică mai puternică sau prin plasarea conductei de căldură în contact direct cu sursa de căldură, se poate obține o îmbunătățire moderată a performanței de aproximativ 7% -15% și o creștere a costurilor (față de punctul de referință). .
Designul cu cea mai bună valoare globală având în vedere parametrii de aplicare poate fi un radiator cu camere de vapori. Deși este cu 15% mai scump decât prețul de referință, performanța sa s-a îmbunătățit cu 28% (cu 15,2 grade).

Tag-uri populare: Radiatoare de 250 W cu conducte termice / cameră de vapori, China, furnizori, producători, fabrică, personalizat, eșantion gratuit, fabricat în China, Radiator de extrudare Al, Proiectare a chiuvetei de căldură a procesorului, Chiuvetă de căldură cu conductă de căldură de cupru, Chiuvetă de căldură de înaltă calitate, Camera de vapori, Fermoar cu fermoar fină de căldură