Grzejnik to urządzenie elektroniczne wykonane z materiału, który dobrze przewodzi ciepło i często jest dołączone do urządzenia elektronicznego w celu rozproszenia niepożądanego ciepła. Służy do chłodzenia komponentów obwodów poprzez rozpraszanie nadmiaru ciepła, aby zapobiec przegrzaniu, przedwczesnej awarii oraz zwiększyć niezawodność i wydajność komponentów.
Działanie grzejnika opiera się na prawie ciepła Fouriera. Ilekroć w obiekcie występuje gradient temperatury, ciepło jest przenoszone z obszarów o wyższej temperaturze do obszarów o niższej temperaturze. Trzy różne sposoby przenoszenia ciepła to promieniowanie, konwekcja lub przewodzenie.
Przewodzenie ciepła zachodzi, gdy zetkną się dwa ciała o różnych temperaturach. Obejmuje to zderzenia szybkich cząsteczek z cieplejszego obiektu i wolniejszych cząsteczek z chłodniejszego obiektu. Powoduje to przeniesienie energii z gorącego obiektu do chłodniejszego obiektu. Radiator przenosi zatem ciepło poprzez przewodzenie i konwekcję z elementu o wysokiej temperaturze, takiego jak tranzystor, do ośrodka o niskiej temperaturze, takiego jak powietrze, olej, woda lub inne odpowiednie medium.
Co to jest grzejnik
Istnieją dwa rodzaje grzejników: grzejniki pasywne i grzejniki aktywne.
1. Aktywne radiatory wykorzystują wentylatory lub dmuchawy chłodzące do odprowadzania ciepła z radiatora. Mają one doskonałe właściwości chłodzące, ale wymagają regularnej konserwacji ze względu na ruchome części.
2. Pasywne radiatory nie wykorzystują żadnych wentylatorów i nie mają ruchomych części, co czyni je bardziej niezawodnymi.
Grzejniki można dalej klasyfikować na podstawie ich fizycznej konstrukcji i kształtu, zastosowanych materiałów itp. Typowe grzejniki to:
Grzejniki działają jak wymienniki ciepła i są zwykle zaprojektowane tak, aby mieć maksymalną powierzchnię stykającą się z czynnikiem chłodzącym, takim jak powietrze. Wydajność zależy od cech fizycznych, takich jak użyte materiały, obróbka powierzchni, wystająca konstrukcja, prędkość przepływu powietrza i metody połączeń. Pasty termiczne, związki i taśmy przewodzące to tylko niektóre z materiałów stosowanych pomiędzy powierzchnią radiatora komponentu a powierzchnią radiatora w celu poprawy przenoszenia ciepła, a tym samym wydajności radiatora.
Metale o doskonałej przewodności cieplnej, takie jak diament, miedź i aluminium, stanowią najbardziej wydajne radiatory. Jednak aluminium jest częściej stosowane ze względu na niższą cenę.
Inne czynniki wpływające na wydajność grzejnika to:
1. Opór cieplny
2. Przepływ powietrza
3. Opór objętościowy
4. Gęstość żeber
5. Rozstaw żeber
6. Szerokość
7. Długość
Radiatory służą do chłodzenia różnych elementów elektronicznych, które nie mają wystarczających możliwości rozpraszania ciepła, aby rozproszyć cały nadmiar ciepła. Urządzenia te obejmują:
Tranzystory mocy, tyrystory i inne urządzenia przełączające
dioda
układ scalony
Procesor procesora
procesor graficzny
Grzejniki są dostępne w wielu różnych typach i rozmiarach, dostosowanych do różnych zastosowań. Najpopularniejszym typem grzejnika jest grzejnik żebrowy, który składa się z wielu połączonych ze sobą cienkich metalowych żeberek. Te żebra zwiększają powierzchnię, zapewniając lepsze chłodzenie. Inne typy radiatorów obejmują żeberka pinowe, grzejniki krzyżowo-żebrowe, grzejniki żebrowe i grzejniki płaskie.
Chłodnica samochodowa pełni zarówno funkcję magazynowania wody, jak i odprowadzania ciepła. Chłodnica jest główną częścią układu chłodzenia i jej zadaniem jest ochrona silnika przed uszkodzeniami spowodowanymi przegrzaniem. Zasada działania chłodnicy polega na wykorzystaniu zimnego powietrza w celu obniżenia temperatury płynu chłodzącego pochodzącego z silnika w chłodnicy. Chłodnica należy do układu chłodzenia samochodu. Chłodnica w układzie chłodzenia wodą silnika składa się z trzech części: komory wlotowej wody, komory wylotowej wody, płyty głównej i rdzenia chłodnicy. Chłodnica chłodzi płyn chłodzący, który osiągnął wysoką temperaturę. Płyn chłodzący w chłodnicy staje się zimny, gdy rury i żebra chłodnicy są wystawione na działanie przepływu powietrza generowanego przez wentylator chłodzący i ruch pojazdu.
Aby zapobiec przegrzaniu silnika, elementy otaczające komorę spalania (tuleje cylindrowe, głowice cylindrów, zawory itp.) muszą być odpowiednio chłodzone. Aby zapewnić efekt chłodzenia, układ chłodzenia samochodu zazwyczaj składa się z chłodnicy, termostatu, pompy wodnej, kanału wodnego cylindra, kanału wodnego głowicy cylindrów, wentylatora itp. Chłodnica jest odpowiedzialna za chłodzenie wody obiegowej. Rury wodne i radiatory są w większości wykonane z aluminium. Aluminiowe rury wodne mają płaski kształt, a radiatory są pofałdowane. Zwróć uwagę na wydajność odprowadzania ciepła. Kierunek montażu jest prostopadły do kierunku przepływu powietrza. Staraj się osiągnąć Opór powietrza powinien być mały, a wydajność chłodzenia powinna być wysoka. Płyn chłodzący przepływa wewnątrz rdzenia chłodnicy, a powietrze przepływa na zewnątrz rdzenia chłodnicy. Gorący płyn chłodzący staje się zimny, oddając ciepło do powietrza, a zimne powietrze nagrzewa się, pochłaniając ciepło emitowane przez płyn chłodzący, więc chłodnica jest wymiennikiem ciepła.
Radiator to urządzenie służące do zarządzania ciepłem wytwarzanym przez elementy elektroniczne. Wykonywane są najczęściej z metalu lub aluminium i ich głównym zadaniem jest odprowadzenie ciepła z elementu, do którego są podłączone. Radiatory są wyposażone w żeberka, kanały lub rowki, które zwiększają powierzchnię i ułatwiają przenoszenie ciepła z elementu do otoczenia. Grzejniki są dostępne w różnych rozmiarach i kształtach, aby dopasować się do różnych zastosowań.
Radiatory są niezbędnym elementem każdego układu elektronicznego, ponieważ pozwalają na lepsze chłodzenie i lepszą wydajność. Odprowadzając ciepło z elementu, element może pozostać chłodny i pracować z maksymalną wydajnością bez obawy o uszkodzenie w wyniku przegrzania. Grzejniki zmniejszają również poziom hałasu i wibracji, usuwając ciepło z komponentów i do otoczenia.
Chłodnica jest kluczowym elementem układu chłodzenia silnika. Jego główną rolą jest rozproszenie mieszanki środka zapobiegającego zamarzaniu i wody w żebrach, co uwalnia część ciepła silnika, pobierając chłodne powietrze, a następnie przechodząc przez resztę silnika
Grzejnik to wymiennik ciepła służący do przenoszenia energii cieplnej z jednego ośrodka na drugi w celu chłodzenia i ogrzewania. Większość grzejników jest skonstruowana tak, aby działały w samochodach, budynkach i elektronice.
Chłodnica jest zawsze źródłem ciepła dla otoczenia, chociaż może służyć albo do ogrzewania otoczenia, albo do chłodzenia dostarczanego do niej płynu lub chłodziwa, jak w przypadku chłodzenia silników samochodowych i suchych wież chłodniczych HVAC. Pomimo nazwy większość grzejników przekazuje większość ciepła poprzez konwekcję, a nie promieniowanie cieplne
W niektórych zastosowaniach grzejniki mogą być drogie i trudne w montażu. Ponadto, jeśli rozmiar radiatora nie jest odpowiedni do danego zastosowania, może on nie odprowadzać prawidłowo całego ciepła wytwarzanego przez komponent. Należy również pamiętać, że niektóre komponenty są wrażliwe na zmiany temperatury, dlatego należy zachować ostrożność przy wyborze radiatora dla tego typu komponentów.
Mówiąc najprościej, grzejnik to obiekt, który rozprasza ciepło ze źródła ciepła. Instalowane są także na komputerach, odtwarzaczach DVD i innych urządzeniach przenośnych. Myśląc o prostym mechanizmie ilustrującym działanie chłodnicy, możesz wyobrazić sobie chłodnicę zamontowaną w samochodzie. Chłodnica odprowadza ciepło z silnika samochodu. Podobnie radiator odprowadza ciepło, na przykład z procesora komputera. Mechanizm pracy grzejnika jest ściśle powiązany z przewodzeniem ciepła. Dopóki zetkną się dwa obiekty o różnych temperaturach, nastąpi przewodzenie ciepła.
Wiąże się to ze zderzeniami szybkich cząsteczek gorętszego obiektu z wolniej poruszającymi się cząsteczkami chłodniejszego obiektu. Powoduje to również przeniesienie energii z gorącego obiektu do zimnego obiektu. Dlatego radiator przenosi ciepło z komponentów wysokotemperaturowych (takich jak tranzystory) do mediów o niskiej temperaturze (takich jak powietrze, olej, woda lub inne odpowiednie medium) poprzez przewodzenie i konwekcję.
Radiator jest wyposażony w przewodnik termiczny, który przenosi ciepło ze źródła ciepła do żeberek lub styków, zapewniając dużą powierzchnię do rozproszenia ciepła w pozostałej części komputera. Właśnie dlatego radiatory zaprojektowano tak, aby zmaksymalizować powierzchnię stykającą się z otaczającym czynnikiem chłodzącym. Zatem wydajność grzejnika zależy od prędkości powietrza, materiału, konstrukcji występów i obróbki powierzchni. Fakt ten motywuje nas do ciągłego unowocześniania rodzajów, materiałów i konstrukcji grzejników.
Grzejniki rurowe ciepła są szeroko stosowane. Ten rodzaj grzejnika może poprawić efektywność rozpraszania ciepła wielu urządzeń i urządzeń dużej mocy. Jest szeroko stosowany i może być stosowany w SVG, przetwornicach częstotliwości, falownikach, nowych źródłach energii itp.
Jako materiał rdzenia często stosuje się miedź, a jej przewodność cieplna jest dwukrotnie skuteczniejsza niż aluminium, a przewodność cieplna wynosi około 400 W/m-K. Ponieważ miedź ma doskonałe właściwości pochłaniania ciepła pod względem przewodności cieplnej i odporności na korozję, zapewnia doskonałe, szybkie i wydajne odprowadzanie ciepła. Ale jeśli chodzi o wady, miedź jest trzy razy cięższa od aluminium, a cena jest dość wysoka. Jest również trudniejszy w formowaniu niż aluminium.
Aluminium to wyjątkowo lekki i tani materiał, który doskonale przewodzi ciepło, dzięki czemu idealnie nadaje się do większości radiatorów. Aluminium może być strukturalnie mocniejszym metalem, jeśli jest stosowane w cienkich blachach. Jednak zdolność aluminium do przewodzenia ciepła, zwana przewodnością cieplną, jest o połowę mniejsza niż w przypadku miedzi. Ta wada ogranicza odległość, jaką ciepło może przemieszczać się lub przewodzić od źródła ciepła znajdującego się na dole grzejnika
