Przystępując do projektowania mamy wolną rękę w zakresie doboru kształtu radiatora (coolera), mimo iż w większości przypadków logika nakazuje, aby był on możliwie najmniejszy i zajmował jak najmniej miejsca na płytce drukowanej, jeśli mowa o mniejszym coolerze do montażu na płytce.
Kształt jest jednak często w mniejszym lub większym stopniu określony wymogami danego zastosowania, szczególnie w przypadku radiatora, który będzie widoczny, np. z tyłu urządzenia. Wtedy rozmiar radiatora jest z góry znany, a na wydajność termiczną może mieć wpływ głównie wysokość żeber radiatora i odstępy między nimi.
Z jakich opcji można skorzystać przy wyborze radiatora?
1) Gdy zachodzi potrzeba rozproszenia ciepła z układu o mocy kilkudziesięciu watów, wybór zazwyczaj padnie na radiatory standardowe, na przykład takie jak na zdjęciu:
2) Gdy mamy do rozproszenia od kilkudziesięciu do kilkuset watów i jednocześnie ilość miejsca jest ograniczona, lepsze chłodzenie zapewnią kompletne zestawy chłodzące lub radiatory z chłodzeniem wodnym:
Kompletne zestawy i chłodzenie wodne to bardzo wydajne rozwiązania, ale oczywiście występują pewne problemy, jak choćby większy hałas wentylatora, stopniowo zmniejszająca się wydajność na skutek nagromadzonego kurzu czy ograniczona żywotność samego wentylatora. Chłodzenie wodne jest tematem samym w sobie; takie rozwiązanie jest stosowane głównie w przypadku półprzewodników o dużej mocy, gęsto rozmieszczonych na płytce drukowanej.
W związku z tym najczęstszym wyborem są profile standardowe. Oczywiście można się wspomóc wentylatorami, takimi jak na przykład wentylatory montowane na procesorach komputerów.
Co znaczy profil standardowy?
Odpowiedź na to pytanie jest prosta: istnieją coolery o wielu różnych kształtach i rozmiarach, które są jednak powszechnie dostępne jako standardowy wyrób producenta. Z tego względu cooler nie ma standardowego kształtu, który nie jest indywidualnie dostosowywany zgodnie z zamówieniem.
Czy można kupić nowy radiator według własnego projektu?
Odpowiedź brzmi: tak, i jest to nawet stosunkowo często stosowana praktyka, ale jednocześnie dość kosztowne rozwiązanie. Takie coolery są zazwyczaj produkowane techniką frezowania z pełnego bloku aluminium, należy więc przestrzegać wymagań i możliwości technologicznych podczas frezowania. W takich przypadkach producent chętnie doradzi, na które aspekty należy zwrócić uwagę.
Czy istnieje rozwiązanie hybrydowe: standardowy radiator wykonany według całkowicie nowego projektu?
Tak, przy czym zazwyczaj najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie jednego z profili standardowych, a następnie dostosowanie go do własnych wymagań u producenta. Do najczęstszych zabiegów tego typu należą: dostosowanie wymiarów, frezowanie, w tym frezowanie niektórych żeber (np. skrajnie położonych), wiercenie różnych otworów gwintowanych i niegwintowanych itp. Taka modyfikacja bezpośrednio u producenta jest zazwyczaj opłacalna w przypadku kilkudziesięciu czy setek sztuk.
Czy radiator musi mieć specjalną powłokę?
Powłoka spełnia nie tylko funkcję estetyczną, ale także praktyczną (zob. nasze podsumowanie w artykule pt. Który sposób przygotowania powierzchni radiatora wybrać?”). Aluminium, mimo iż charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną, ma wyjątkowo niską emisyjność bez specjalnej powłoki. W zamkniętych przestrzeniach o ograniczonej wentylacji powietrza, w których promieniowanie cieplne odgrywa istotną rolę, skuteczność coolera anodyzowanego w kolorze czarnym może być dwukrotnie większa w stosunku do coolera wykonanego z aluminium bez żadnej powłoki. Czarna powłoka anodyzowana jest stosunkowo niedroga i estetyczna, a ponadto umożliwia praktyczne dostosowanie do konkretnych potrzeb.
Jakimi kryteriami należy się kierować, aby dobrać idealny rozmiar radiatora?
Opór cieplny Rth radiatora mierzy się w K/W, co zasadniczo oznacza, o jaką wartość w stopniach w skali Kelwina temperatura radiatora wzrasta po ogrzaniu mocą jednego wata. Szczegółowe obliczenia warunków temperaturowych wykraczają poza zakres dzisiejszego artykułu. Więcej informacji na ten temat podamy w przyszłości.
Każdemu profilowi standardowemu towarzyszy wykres Rth w funkcji długości.
Jak widać, wykres jest wykonany w skali logarytmicznej, nie liniowej. Wynika to z faktu, że grubość podstawy, a tym samym przewodność cieplna w kierunku wzdłużnym, jest ograniczona.
Wyraźnie widać, że znaczne zwiększanie długości radiatora nie ma większego sensu. Gdy wymagana jest niższa wartość Rth, lepszym rozwiązaniem będzie szerszy profil, ewentualnie profil z wyższymi żebrami.
W przypadku innych pytań lub zainteresowania radiatorami Fischer elektronik, zapraszamy do kontaktu pod adresem: sales@soselectronic.com
Czy spodobały Ci się nasze artykuły? Nie przegap żadnego! Zajmiemy się wszystkim za Ciebie i chętnie sami Ci je dostarczymy.
