Hvad er varmeledningsevnen for din køleplade i W/m-K?

Forvirret over alle de termiske tal på kølelegeme-specifikationer? Du er ikke den eneste. Mange købere forstår ikke, hvad W/m-K betyder, eller hvorfor det betyder noget i den virkelige verden.

Varmeledningsevnen for køleplader af aluminium varierer typisk fra 150 til 235 W/m-K, afhængigt af legering og behandling.

Men det tal alene fortæller ikke hele historien. Lad os bryde det ned og forstå, hvad der virkelig påvirker den termiske ydeevne.

Hvordan testes kølelegemets termiske ydeevne?

Nogle gange tror folk, at termisk ydeevne bare er et tal fra et datablad. Men i virkeligheden er den omhyggeligt målt under kontrollerede testforhold.

Den termiske ydeevne testes ved at tilføre varme til basen og måle, hvor hurtigt den forsvinder gennem lamellerne i et bestemt miljø.

Producenter bruger standardiserede tests til at bestemme termisk modstand og varmeafledning. Sådan ser den typiske proces ud:

Standard testopsætning

Testresultaterne omfatter normalt

• Termisk modstand (°C/W) - lavere er bedre
• Varmeafledning (W) - hvor meget strøm den kan håndtere
• Temperatur-delta (ΔT) - forskel mellem base og omgivelser

Da jeg først begyndte at købe køleplader, misforstod jeg en specifikation, hvor der stod "termisk modstand = 2,5 °C/W". Jeg troede, det var dårligt. Men for en passiv aluminiumskøler uden blæser var det faktisk godt i sin kategori.

Hvilke faktorer påvirker varmeledningsevnen i kølelegemer?

Det er let at tro, at alle køleplader af aluminium fungerer ens. Men det er ikke sandt. Flere fysiske og designmæssige faktorer påvirker, hvor godt varmen bevæger sig gennem materialet.

Legeringstype, mikrostruktur, overfladefinish og eventuelle urenheder eller behandlinger kan alle påvirke en kølelegemes varmeledningsevne.

Lad os dele det op i klare kategorier:

Materialeegenskaber, der påvirker ledningsevnen

Design- og forarbejdningsfaktorer

Jeg sammenlignede engang to kølelegemer lavet af forskellige aluminiumslegeringer. Den ene havde en ledningsevne på 230 W/m-K, den anden kun 170. Den laveste havde mere genbrugsindhold og urenheder, hvilket påvirkede dens kølekapacitet betydeligt under belastning.

Er højere W/m-K altid bedre for køleplader af aluminium?

Købere jagter ofte det højeste W/m-K-tal i den tro, at det garanterer en bedre ydeevne. Men det er ikke så enkelt i den virkelige verden.

Højere W/m-K betyder hurtigere varmeoverførsel, men det garanterer ikke bedre køling uden korrekt design, luftstrøm og kontaktkvalitet.

Lad os sammenligne to hypotetiske kølelegemer:

Sammenligningstabel

I virkelige tests klarede model B sig bedre - selv med lavere ledningsevne - fordi dens design hjalp med luftgennemstrømning og overfladekontakt.

Andre nøglefaktorer ud over W/m-K

• Kontaktkvalitet mellem base og finner
• Overfladeareal (finnetæthed)
• Luftstrømmens retning og volumen
• Monteringstryk og termisk pasta

En af vores kunder opgraderede til en mere ledende køleplade, men oplevede dårligere resultater. Det viste sig, at deres nye del havde færre lameller og ikke passede til deres luftkanaler. Højere W/m-K hjalp ikke.

Påvirker overfladebehandlinger værdierne for varmeledningsevne?

Du elsker måske udseendet af anodiserede eller coatede køleplader. Men påvirker disse overflader ydeevnen? Svaret er både ja og nej.

Overfladebehandlinger som anodisering kan reducere varmeledningsevnen på overfladen en smule, men kan forbedre varmeoverførslen ved stråling.

Hvordan overfladebehandlinger påvirker varmestrømmen

Hvorfor nogle behandlede håndvaske fungerer bedre

Anodiseret sort finish kan forbedre varmestrålingen, især i passive miljøer eller miljøer med lav luftgennemstrømning. Det er med til at opveje det lille fald i ledningsevne.

Jeg har haft kunder, der har bedt om ikke-anodiserede vaske i den tro, at de ville være mere effektive. Men ved mange udendørs anvendelser blev det ubelagte aluminium hurtigere nedbrudt på grund af korrosion, hvilket førte til dårlig ydeevne på lang sigt.

Konklusion

Varmeledningsevne er et nyttigt tal - men ikke det eneste, der betyder noget. En veldesignet, korrekt installeret køleplade med gennemsnitlig ledningsevne kan udkonkurrere en dårligt integreret køleplade med høj ledningsevne. Se på hele systemet, ikke kun på specifikationsarket.