Σε διαφορετικές εφαρμογές, οι αποφάσεις μηχανικής σχετικά με τη βέλτιστη λύση για ψύκτρες μπορεί να εξαρτώνται από το κόστος και την απόδοση. Θεωρητικά, η απόκτηση του προϊόντος με το χαμηλότερο κόστος για την κάλυψη των απαιτήσεων απόδοσης φαίνεται εύκολη. Στην πραγματικότητα, οι πελάτες συχνά επιλέγουν να αλλάξουν τις προδιαγραφές απόδοσης (χρησιμοποιώντας διαφορετικές μάρκες) ή να θυσιάσουν κάποια απόδοση (όπως η υποβάθμιση των τσιπ βάσει των συνθηκών) όταν αντιμετωπίζουν υψηλές τιμές.
Αυτό το άρθρο συγκρίνει διάφορες ψύκτρες που βασίζονται σε σωλήνες θερμότητας/θάλαμο ατμών για δείκτες απόδοσης και κόστους:
Απόδοση: Χρησιμοποιήστε το πακέτο λογισμικού FloTHERM CFD για να υπολογίσετε τη συνολική απόδοση της ψύκτρας Δ T.
Κόστος: Υποθέτοντας ότι το μέγεθος της παρτίδας είναι αρκετά μεγάλο, το κόστος επένδυσης του σκληρού καλουπιού δεν θα αντικατοπτρίζεται στην τιμή μονάδας. Επιπλέον, η τιμή μονάδας είναι σχετική με τη λύση χαμηλότερου κόστους (1 φορά, 1,1 φορές κ.λπ.), καθώς η αύξηση του μεγέθους της παρτίδας θα μειώσει το κόστος μονάδας.
Παράμετροι σχεδίασης ψύκτρας
Ισχύς πηγής θερμότητας: 250 Watt
Μέγεθος πηγής θερμότητας: 30 x 30 mm
Μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος: 25 βαθμοί
Ρυθμός ροής αέρα: 40 κυβικά πόδια ανά λεπτό (CFM)
Συμπυκνωτής: κουμπώνει σε πτερύγιο μεγέθους 115 * 85 * 65 mm
Ας ξεκινήσουμε με τον πιο βασικό σχεδιασμό και ας εμβαθύνουμε σταδιακά σε πολύπλοκες διαδικασίες για να δούμε πώς η απόδοση και το κόστος επηρεάζονται από το σχεδιασμό.
1. Ψύκτρα σωλήνων με βάση το αλουμίνιο ή τον χαλκό
Ψύκτρα σωλήνων θερμότητας αλουμινίου σε σχήμα U
Αυτός είναι ο πιο παραδοσιακός σχεδιασμός ενός καλοριφέρ σωλήνα θερμότητας. Τέσσερις σωλήνες θερμότητας σε σχήμα U συγκολλούνται σε βάση αλουμινίου ή χαλκού και στη συνέχεια έρχονται σε επαφή με μια πηγή θερμότητας. Η θερμότητα πρέπει πρώτα να περάσει από τη βάση και στη συνέχεια να φτάσουν στον σωλήνα θερμότητας.
Εκτός από την κάμψη, δεν πραγματοποιήθηκαν άλλες δευτερεύουσες εργασίες στους τέσσερις σωλήνες θερμότητας 6 mm, αν και η περιοχή επαφής μεταξύ των σωλήνων θερμότητας και της βάσης σε αυτό το παράδειγμα είναι ελαφρώς επίπεδη.
CFD καλοριφέρ Θερμοσωλήνων Βάσης Αλουμινίου
Το μοντέλο FloThermal δείχνει ότι η θερμοκρασία της ψύκτρας είναι 53,9 μοίρες υψηλότερη από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος (78,9 βαθμοί -25 βαθμοί =μέγιστη θερμοκρασία αναφοράς - θερμοκρασία περιβάλλοντος) και χρησιμοποιούμε αυτή τη θερμοκρασία ως σημείο αναφοράς απόδοσης, με ένα σημείο αναφοράς κόστους που ορίζεται ως 1 φορά.
Εάν απαιτείται υψηλότερη απόδοση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια χάλκινη βάση αντί για μια βάση αλουμινίου. Η θερμική αγωγιμότητα της χάλκινης βάσης είναι διπλάσια από αυτή της βάσης αλουμινίου, επομένως η απόδοση της χάλκινης βάσης βελτιώνεται κατά 2,3 βαθμούς. Ο σχεδιασμός της βάσης από χαλκό αυξάνει το κόστος κατά 5% σε σύγκριση με τη βάση αλουμινίου, ενώ υπάρχει και μια μικρή αύξηση του βάρους.
2. Καλοριφέρ ψύκτρας σωλήνα απευθείας επαφής
Καλοριφέρ απευθείας επαφής σωλήνα θερμότητας
Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει την άμεση επαφή μεταξύ της πηγής θερμότητας και του σωλήνα θερμότητας, εξαλείφοντας έτσι τη βάση απορρόφησης θερμότητας και τα υλικά διεπαφής (συγκόλληση που χρησιμοποιείται για τη στερέωση του σωλήνα θερμότητας στη βάση). Ωστόσο, για να επιτευχθεί η απαραίτητη ομαλότητα της επιφάνειας, ο σωλήνας θερμότητας πρέπει να υποβληθεί σε μηχανική κατεργασία (δευτερεύουσα λειτουργία).
CFD του καλοριφέρ σωλήνων θερμότητας άμεσης επαφής
Λόγω της άμεσης επαφής μεταξύ του σωλήνα θερμότητας και της πηγής θερμότητας, η απόδοση αυτού του σχεδίου ψύκτρας έχει βελτιωθεί σε 49,3 μοίρες, που είναι 4,6 μοίρες υψηλότερη από το σημείο αναφοράς και 2,3 μοίρες υψηλότερη από τη σχεδίαση χρησιμοποιώντας μια χάλκινη βάση. Ωστόσο, απαιτεί πρόσθετη επεξεργασία της βάσης (ενσωμάτωση αυλακώσεων του σωλήνα θερμότητας) και επεξεργασία του σωλήνα θερμότητας, που είναι 1,1 φορές το κόστος του σχεδιασμού αναφοράς (10% ακριβότερο).
3. Ψύκτρα πλάκας ομοιόμορφης θερμοκρασίας σχήματος U
Ψύκτρα πλάκας ομοιόμορφης θερμοκρασίας σε σχήμα U
Αυτή η λύση αντικαθιστά τέσσερις σωλήνες θερμότητας 6 mm με έναν ενιαίο θάλαμο ατμών σε σχήμα U. Όσον αφορά τη σχεδίαση, μοιάζει περισσότερο με μια ψύκτρα σωλήνων άμεσης επαφής, που και οι δύο επιτρέπουν στην CPU της πηγής θερμότητας να έρθει σε άμεση επαφή με τα διφασικά εξαρτήματα. Το σημαντικό στοιχείο για την επιλογή αυτού του σχεδίου είναι εάν ο προμηθευτής της ψύκτρας μπορεί να κατασκευάσει έναν ενσωματωμένο θάλαμο ατμών, καθώς τα παραδοσιακά σχέδια δύο τεμαχίων δεν μπορούν να λυγίσουν σε σχήμα U.
CFD ψύκτρας πλάκας ομοιόμορφης θερμοκρασίας σχήματος U
Σε σύγκριση με τη σχεδίαση του σωλήνα θερμότητας άμεσης επαφής, η απόδοση της λύσης ψύκτρας vc έχει βελτιωθεί κατά 21,5% (11,6 μοίρες ), ενώ το κόστος έχει αυξηθεί μόνο κατά 4,55%. Ωστόσο, η αύξηση στο πάχος του τοιχώματος της ψύκτρας vc είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του βάρους του ψυγείου ψύκτρας κατά περίπου 75 g.
4. Τρισδιάστατη ψύκτρα πλάκας ομοιόμορφης θερμοκρασίας
Τρισδιάστατη ψύκτρα πλάκας ομοιόμορφης θερμοκρασίας
Σε αυτό το σχέδιο, η κάτω πλάκα απορρόφησης θερμότητας είναι ένας θάλαμος ατμών που μοιράζεται μια δίοδο ατμού με τον κατακόρυφο σωλήνα θερμότητας του συμπυκνωτή. Κατά τη φάση της κατασκευής, 8 σωλήνες θερμότητας ανοιχτού τύπου συγκολλούνται σε μια πλάκα θαλάμου ατμού με ανοίγματα. Ο θάλαμος ατμού βρίσκεται σε άμεση επαφή με την πηγή θερμότητας, κατανέμοντας ομοιόμορφα τη θερμότητα κατά μήκος του επιπέδου XY και διαχέοντας θερμότητα στα πτερύγια μέσω κάθετων σωλήνων θερμότητας.
CFD τρισδιάστατης ψύκτρας με θάλαμο ατμών
Αυτός ο σχεδιασμός έχει την καλύτερη απόδοση, αλλά το κόστος είναι υψηλό. Σε σύγκριση με τον πλησιέστερο ανταγωνιστή του, το σχέδιο πλάκας ψύκτρας vc σχήματος U, η θερμοκρασία του έχει μειωθεί κατά σχεδόν 2 βαθμούς (η απόδοση έχει αυξηθεί κατά 4,9%), αλλά η τιμή του έχει διπλασιαστεί (αυξήθηκε κατά 117%).
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η περίπτωση δεν ανέδειξε πλήρως τα πιθανά πλεονεκτήματα του τρισδιάστατου θαλάμου ατμού. Καθώς αυξάνεται το απαιτούμενο μέγεθος κάτω πλάκας, αυξάνεται επίσης η διαφορά απόδοσης μεταξύ αυτής της λύσης και του σχεδιασμού της πλάκας θαλάμου ατμού σχήματος U.
περίληψη
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει ότι η αλλαγή του υλικού ή των διφασικών εξαρτημάτων της ψύκτρας μπορεί να επιτύχει σημαντική βελτίωση της απόδοσης. Από την ψύκτρα αναφοράς με βάση το αλουμίνιο έως τη λύση πλάκας ψύκτρας 3D vc, η απόδοση έχει βελτιωθεί κατά 17 βαθμούς, αλλά το κόστος έχει αυξηθεί κατά 150%.
Σύγκριση απόδοσης και κόστους καλοριφέρ
Με την αντικατάσταση της βάσης με χάλκινο υλικό με ισχυρότερη θερμική αγωγιμότητα ή με την άμεση επαφή του σωλήνα θερμότητας με την πηγή θερμότητας, μπορεί να επιτευχθεί μέτρια βελτίωση απόδοσης περίπου 7% -15% και αύξηση κόστους (σε σχέση με το σημείο αναφοράς). .
Ο σχεδιασμός με την καλύτερη συνολική τιμή δεδομένων των παραμέτρων εφαρμογής μπορεί να είναι μια ψύκτρα θαλάμων ατμού. Αν και είναι 15% πιο ακριβό από την τιμή αναφοράς, η απόδοσή του έχει βελτιωθεί κατά 28% (κατά 15,2 βαθμούς ).
Δημοφιλείς Ετικέτες: Ψύκτρες 250w με σωλήνες θερμότητας / θάλαμο ατμού, Κίνα, προμηθευτές, κατασκευαστές, εργοστάσιο, προσαρμοσμένες, δωρεάν δείγμα, κατασκευασμένο στην Κίνα
