Za reševanje in lajšanje težav in neučinkovitosti, ki nastanejo zaradi vročine, inženirji uporabljajo različne hladilne sisteme za upravljanje pogojev. Te sisteme lahko razdelimo v dve glavni kategoriji: tiste z aktivnimi in s pasivnimi tehnikami hlajenja. Toda kakšna je razlika med njimi?
Aktivno proti pasivnemu hlajenju - pasivno hlajenje
Prednosti pasivnih hladilnih tehnik so v energetski učinkovitosti in nižjih finančnih stroških, zaradi česar je izbirčna zasnova za toplotno upravljanje stavb in elektronskih izdelkov.
Pasivno hlajenje dosega visoke stopnje naravne konvekcije in odvajanja toplote z uporabo razdelilnika toplote ali hladilnega telesa, da maksimirate načine prenosa toplote s sevanjem in konvekcijo.
V arhitekturnem oblikovanju se naravni viri, kot sta veter ali tla, uporabljajo kot toplotni odtoki za vpijanje ali odvajanje toplote. To vodi k ustreznemu hlajenju elektronskih izdelkov in toplotnemu udobju v domovih ali poslovnih stavbah, tako da se ohranijo pod najvišjo dovoljeno delovno temperaturo. Rastoči trend v zvezi s tem je mogoče opaziti v tistem, kar je v industriji splošno znano kot pasivne hiše.
Če povzamem - pasivno upravljanje s termiko je stroškovno in energetsko učinkovita rešitev, ki za vzdrževanje optimalnih obratovalnih temperatur temelji na toplotnih odtokih, razdelilnikih toplote, toplotnih ceveh ali materialih toplotnega vmesnika (TIM).
Aktivno in pasivno hlajenje Aktivno hlajenje
Po drugi strani se aktivno hlajenje nanaša na hladilne tehnologije, ki se za izboljšanje prenosa toplote zanašajo na zunanjo napravo. S pomočjo tehnologij aktivnega hlajenja se med konvekcijo poveča hitrost pretoka tekočine, kar močno poveča hitrost na odvajanju toplote.
Aktivne rešitve za hlajenje vključujejo prisilni dovod zraka skozi ventilator ali puhalo, prisilno tekočino in termoelektrične hladilnike (TEC), ki jih lahko uporabimo za optimizacijo toplotnega upravljanja na vseh ravneh.
Ventilatorji se uporabljajo, kadar naravna konvekcija ni dovolj za odstranjevanje toplote. Običajno so vgrajeni v elektroniko, kot so računalniški kovčki, ali pa so pritrjeni na procesorje, trde diske ali nabor čipov za vzdrževanje toplotnih razmer in zmanjšanje tveganja okvare. Glavna pomanjkljivost aktivnega toplotnega upravljanja je ta, da zahteva porabo električne energije in posledično višje stroške v primerjavi s pasivnim hlajenjem.
Simulacija pri hlajenju
Zakaj uporabljati inženirsko programsko simulacijsko opremo za aktivno in pasivno hlajenje?
Zgodaj v fazi načrtovanja je mogoče računalniško podprto inženirsko programsko opremo uporabiti za praktično testiranje ventilatorjev, puhal, črpalk, čipov, PCB-jev in celo strežniških prostorov in zgradb, za boljše upravljanje s toploto.
Z izvedbo toplotnih simulacij v zgodnji fazi lahko oblikovalci predvidijo pretok zraka, porazdelitev temperature in prenos toplote v sistemih. Te analize zmanjšujejo število nepotrebnih fizičnih prototipov, kar ima za posledico učinkovitost načrtovanja in znatno zmanjša stroške.
Programska oprema za toplotno analizo vam lahko pomaga tudi pri premišljeni odločitvi, ko upoštevate aktivne in pasivne tehnike hlajenja. To snemanje z delavnice in njena navodila po korakih vam bodo pomagali primerjati aktivno in pasivno hlajenje hiše.
Kljub občutnemu znižanju proizvodnih stroškov elektronskih plošč in prototipov za ohišje naprav je še vedno zastrašujoča in zamudna naloga analiziranja toplotnih lastnosti novega oblikovanja.
I.K.
