Это такая широкая тема, что на самом деле это не та тема, на которую вы можете ответить простым, лучше, чем другой.
Стоя в одиночестве, нагнетательная сторона вентилятора создает более концентрированную, более быстро движущуюся и более турбулентную «реку» воздуха по сравнению со впускной стороной, где воздух всасывается практически одинаково со всех сторон. Вы можете проверить это достаточно легко с почти любым поклонником. Положите руку перед ударной стороной, и вы почувствуете воздушный поток и охлаждающий эффект. Положите руку позади, и эффект будет намного сложнее обнаружить.
Турбулентность также значительно повышает эффективность теплопередачи. Турбулентность на самом деле твой друг.
Таким образом, только с этих точек зрения сторона удара выглядит лучше, чем сторона охлаждения.
Однако речь идет не только о поклоннике.
Выбранная геометрия радиатора также сильно влияет на производительность вентилятора. Вращающийся вентилятор, надетый на ваш типичный радиатор с линейным оребрением, на самом деле будет довольно неэффективным. Фактически, область непосредственно под центром вентилятора практически не будет перемещаться. Это, конечно, прискорбно, поскольку именно там обычно находится то, что вы пытаетесь охладить.
Кроме того, если ребра не достаточно глубокие, воздушный поток в целом плохо распределен. Слишком неглубокий, и результирующее обратное давление может фактически «остановить» вентилятор. В этих обстоятельствах установка вентилятора в направлении «всасывания» может фактически улучшить ситуацию, поскольку воздух будет поступать на боковые стороны радиатора более линейно, чтобы заполнить пустоту в давлении воздуха, создаваемом вентилятором.
Возможно, показанный выше радиатор может быть более эффективным с более длинными ребрами и вентилятором, установленным на одном конце.
В лучших конструкциях используются радиальные радиаторы, подобные приведенному ниже. Как видите, стиль здесь радиально симметричен потоку воздуха по всей окружности вентилятора и, следовательно, обеспечивает более равномерный теплообмен вокруг центрального сердечника.
Однако даже при таком стиле само ядро все еще плохо проветривается. Как таковой он обычно изготавливается в виде твердого сердечника с высокой теплопроводностью, который действует как тепловая труба. Даже тогда, глядя на изображение ниже, область вокруг ядра в квадратном сечении, которое касается чипа, на самом деле является воздушной пустотой, которая является довольно неэффективной. В лучшем дизайне эта область была бы заполнена металлом с округлой конической структурой. Однако это, конечно, невозможно выдавить.
Фактические материалы и подготовка поверхности также имеют огромное значение в конструкции радиатора. Материалы с высокой теплопроводностью, очевидно, являются лучшими, но поверхность также должна быть достаточно гладкой, чтобы не допустить образования или захвата частиц воздуха, а также не настолько гладкой, чтобы воздух слишком легко проходил над ней.
Конечно, можно потратить годы на то, чтобы довести эту маленькую формулу до совершенства, но в целом вам не нужен радиатор с высокой полировкой хрома. Пескоструйный алюминий или покрытая золотом пескоструйная медь, если вы можете себе это позволить, будет работать намного лучше.
Еще одна серьезная проблема - загрязнение.
Пыль и грязь попадут в ваш вентилятор и радиатор. Со временем это накапливается и серьезно ухудшает производительность устройства. Поэтому разумно сделать так, чтобы ваш вентилятор и радиатор располагались как можно более автоматически.
Это где вентилятор обычно побеждает. С контролируемым потоком воздуха, и если воздух, поступающий внутрь, может быть чистым, он имеет тенденцию выдувать пыль из радиатора. Что подводит меня к следующему пункту.
Источники и удаление воздуха
Вы можете потратить тысячи долларов на разработку идеального расположения вентилятора и радиатора, и все будет напрасно, если вы не будете иметь дело с остальным воздухом вокруг вашей системы охлаждения, особенно в герметичном корпусе.
Тепло должно быть не только удалено из вашего устройства в воздух, но и этот горячий воздух должен быть удален из непосредственной близости. В противном случае произойдет рециркуляция горячего воздуха, и на устройстве, которое вы пытаетесь защитить, по-прежнему будет происходить тепловой сбой.
Таким образом, ваш шкаф должен вентилироваться, и вы также должны включать вентиляторы шкафа, чтобы втягивать холодный воздух снаружи шкафа. Эти вентиляторы всегда должны включать съемные сетчатые и / или пенные фильтры, чтобы контролировать количество окружающей пыли, всасываемой в устройство. Приемлемые выхлопные панели открытого типа являются приемлемыми, однако для лучшей работы следует поддерживать положительное давление внутри шкафа, чтобы поддерживать поток воздуха в направлении наружу, чтобы снова ограничить попадание загрязнений.
Особые случаи
Везде, где устройство должно быть установлено в экстремальных условиях, должны быть приняты специальные меры. В средах с высокой запыленностью, таких как напольные мельницы и т. Д., Или в средах с высокой температурой окружающей среды потребуется либо воздуховод, направляемый непосредственно к шасси, либо герметичный блок и двухступенчатая, возможно, жидкостная система охлаждения.
Критические случаи
Если ваша система контролирует что-то критическое, то было бы целесообразно включить термодатчик и, возможно, активное управление вентилятором как часть вашей системы радиатора. Такие системы должны включать в себя функцию перехода в безопасное состояние и предупреждения пользователя о необходимости чистки фильтров или иного уменьшения внешнего тепла вокруг системы, когда это необходимо для предотвращения критических сбоев.
Еще одна точка
Вы можете потратить полтора года на разработку самого лучшего в мире теплоотвода с дорогими вентиляторами и совершенной системой распределения воздуха, которые будут заблокированы, а затем сожжете устройства из-за нехватки термического соединения на 2 цента.
Получение тепла от устройства, которое вы пытаетесь защитить, в радиатор часто может быть самым слабым местом в системе. Компоненты, неправильно закрепленные на радиаторе с помощью соответствующего материала для термоскрепления, убивают больше единиц, чем остальные проблемы вместе взятые.
Ваш производственный процесс и процедуры должны быть разработаны, чтобы придать этим аспектам первостепенное значение
Например, если, скажем, вы используете три или четыре транзистора типа TO220, установленных на одном радиаторе, целесообразно механически установить их на этот радиатор и, если необходимо, радиатор на плату, ДО того , как пройдете через процесс пайки. Это гарантирует, что тепловое соединение имеет приоритет.
Теплопроводящие пасты, кремы, гели и / или электрически изолированные тепловые прокладки всегда должны быть включены между устройством и радиатором, чтобы заполнить любые воздушные зазоры, вызванные неровностью, или удары на устройстве или поверхности радиатора.
И держи это в чистоте. Загрязнение размером с крупинку соли или даже посторонние волосы могут стать причиной теплового сбоя.
