Fortschritte in der Gebläsetechnik: Gebläse & aktive luftgekühlte Systeme

Übersicht

Obwohl Ventilatoren die gebräuchlichste Luftkühlungstechnologie sind, haben Gebläse in den letzten Jahrzehnten einen Anstieg des Einsatzes und der Innovation erlebt, die innovativer ist, da sie für neuere Anwendungen optimiert werden. Dieser Artikel gibt einen Überblick darüber, wann Gebläse effektiv und neue Fortschritte für Anwendungen der nächsten Generation genutzt werden können. Diese Weiterentwicklungen reichen von ultradünnem, leichtem Gebläsedesign bis hin zu großen Gebläseschalen mit geringer Akustik für die Kühlung des Systempegels. Die Auswahl der richtigen Technologien und Integrationen ist für die Optimierung der Leistung Ihrer Anwendungen unerlässlich.

Erzwungene Konvektion: Ventilatoren vs. Gebläse

Eine der gebräuchlichsten Methoden zur Klassifizierung von Wärmemanagementmethoden und -technologien besteht darin, ob sie passiv oder aktiv sind. Die passive Kühlung nutzt die natürliche Konvektion, um die Wärmeableitung zu optimieren, und hat keine beweglichen Teile oder externen Komponenten, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Passive Technologien werden häufig in Anwendungen mit geringerer Leistung oder in Anwendungen eingesetzt, die eine extrem lange Lebensdauer erfordern, ein begrenztes Volumen für Kanäle oder Flüssigkeitsströmungen aufweisen oder strenge Anforderungen an Akustik, Vibration und Zuverlässigkeit haben.

Wenn die passive Kühlung nicht ausreicht, wird eine aktive Kühlung notwendig. Die aktive Kühlung nutzt die erzwungene Konvektion, um die Wärmeübertragung für die Kühlung von Anwendungen mit höherer Leistung zu verbessern und kleinere Lösungen mit ähnlicher oder besserer Leistung zu ermöglichen.

Bei der erzwungenen Konvektion wird ein weiteres Gerät mit beweglichen Teilen hinzugefügt, um die Durchflussrate der Flüssigkeit zu erhöhen, was zu einer schnelleren Ableitung und einer verbesserten Kühlung führt. Erzwungene Konvektion kann Flüssigkeitskühlung beinhalten, jedoch ist die erzwungene Luftkühlung am häufigsten. Dies beinhaltet die Zugabe eines Lüfters oder Gebläses, um die Umgebungsluft über den Kühlkörper oder die thermische Lösung zu bewegen.

Lüfter

Ventilatoren sind eine der am häufigsten verwendeten thermischen Technologien und werden in Verbindung mit Kühlkörpern verwendet. Typischerweise ist ein "Lüfter" im Wärmemanagement ein Axialventilator, bei dem sich Lüfterblätter um eine Achse drehen, um Luft parallel zur Achse anzusaugen und die Luft in die gleiche Richtung zu drücken. Diese Air Mover können bei niedrigem Druck ein großes Luftvolumen und eine hohe Durchflussrate erzeugen. und sie benötigen eine geringe Leistungsaufnahme für den Betrieb. Axialventilatoren sind aufgrund ihres hohen Durchflusses, ihres niedrigen Drucks und ihrer geringen Leistungsaufnahme sowie ihrer Designflexibilität im Allgemeinen die erste Wahl für die standardmäßige, weniger komplexe Kühlung. Lüfter sind mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Spannungen und Funktionstypen anpassbar und können verwendet werden, um Luft im gesamten System oder in einem einzelnen Kühlkörper zu drücken. Lüfter können auch in Trays für Anwendungen mit höherer Leistung wie Rack-Kühlung in Enterprise Computing gruppiert werden.

Gebläse

Obwohl manchmal als "Radialventilatoren" bezeichnet, bezieht sich ein "Gebläse" im Wärmemanagement auf Luftbeweger, die Laufräder verwenden, um Luft parallel zur rotierenden kreisförmigen Nabe zu ziehen, die bei einem höheren Druck senkrecht beschleunigt und ausgestoßen wird. Trotz eines geringeren Durchflusses bieten Gebläse einen gleichmäßigeren Luftstrom als Ventilatoren. Dieser gleichmäßige Hochdruck-Luftstrom ermöglicht eine optimierte Kühlung für viele Anwendungen. Die Gebläsefertigung erfordert ein geschlosseneres Gehäuse als Ventilatoren, wodurch die beweglichen Teile vor einem großen Prozentsatz des allgemeinen Verschleißes geschützt werden.

Weitere Vorteile von Gebläsen sind:

Hoher Wirkungsgrad - Der konstante, gleichmäßige Luftstrom ermöglicht es Gebläsen, Energie mit einem statischen Wirkungsgrad von bis zu 84 % zu erzeugen. Dies macht sie ideal für die Ermöglichung und Aufrechterhaltung größerer Luftsysteme.
Wartungsfreundlichkeit - Gebläse sind leichter zu reinigen und das Gehäuse schützt bewegliche Teile vor Partikel- und Staubbildung.
Vielseitigkeit - Ermöglichen Sie mehrere Luftstrom-/Druckkombinationen und haben Sie mehr Optionen für die Orientierung und wie sie in Systeme integriert werden können

Fortschritte bei Gebläsen

Da Anwendungen und Systeme immer leistungsfähiger werden, steigt der Bedarf an Kühlung mit höherer Leistung bei gleichem oder kleinerem Platzbedarf. Das Gebläsedesign entwickelt sich weiter, um diese Anforderungen als ideale Methode zur Verbesserung der Leistung zu relativ niedrigen Kosten zu erfüllen. Zu den spürbaren Trends im Gebläsedesign für neue und Anwendungen der nächsten Generation gehören dünnere Gebläse für die Niederfeldkühlung in kleineren Elektroniken und Designs für größere Systeme, bei denen Ingenieure eine höhere Effizienz benötigen, aber nicht bereit sind, auf Flüssigkeitskühlung umzusteigen.

Low Profile Gebläse

Durch die Verwendung dünnerer, leichter Materialien können Gebläse in dünnen und ultradünnen Profilen konstruiert werden, die sich ideal für die kleineren, leistungsstärkeren Geräte eignen, die Kunden benötigen. Diese Gebläse, die hohe Druckabfälle in begrenzten Mengen ermöglichen und ideal für die Kühlung von Hot Spots sind, gewinnen in der Unterhaltungselektronik sowie in mobilen und tragbaren Anwendungen in allen Branchen an Popularität. Ultradünne Gebläse können bis zu 3 mm dünn sein und gleichzeitig Richtung, hohen Druck, vollständig optimierte Kühlung bei gleichzeitiger Haltbarkeit und leiser Akustik bieten.

Niederquerschnittsgebläse arbeiten auf die gleiche Weise wie normale Gebläse, jedoch verwenden Ingenieure Miniaturisierungskonstruktions- und Fertigungstechniken, um weniger Volumen aufzunehmen. Dazu gehören die Verwendung von dünneren längeren Laufrädern und Änderungen am Gehäuse wie längere, dünnere Steckdosen. Verwenden Sie diese Gebläse als Teil einer Baugruppe mit Heatpipes oder Dampfkammern und flachen Kühlkörpern wie extrudierten, gelochten oder Reißverschlusslamellen, um eine leichte, leistungsfähigere Kühlung in kleineren Gehäusen zu entwickeln.

Neue Gebläseausführungen für große Systeme: Double Width, Double Inlet (DWDI)

Trends und Fortschritte bei Gebläsen ändern sich am schnellsten in Anwendungen, bei denen Ventilatoren keine ausreichende oder optimale Luftbewegungslösung darstellen. Dazu gehören dünnere Anwendungen und größere Anwendungen, bei denen mehr Druck und eine verbesserte Kühlung erforderlich sind. Letzteres ist besonders häufig in Enterprise und 5G, wo neue Gebläsedesigns wie Double Width Double Inlet (DWDI) immer beliebter werden.

Lärm, Zuverlässigkeit und Druckabfall sind in der Regel wichtige Anliegen im Umgang mit luftgekühlten Systemen. DWDI-Gebläse wurden entwickelt, um die Kühlung und Akustik in einem langlebigen luftgekühlten Hochdrucksystem zu verbessern. Sie können auch in kleineren Trays angeordnet werden, um mehr Platz und Druck zu ermöglichen. Für Anwendungen wie Rack- und Serverkühlung oder große Geräte sind diese Faktoren entscheidend, um die Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten und Platz in der Einrichtung zu sparen.

Wie geht es weiter?

Die thermischen Technologien werden sich weiter entwickeln, da Kunden und OEMs eine höhere Leistung, kleinere Größen und rundum leistungsfähigere Anwendungen verlangen. Mit diesen Anforderungen wächst auch der Bedarf an besserer Luftkühlung und spezifischerer Funktionalität, als Ventilatoren bieten können. Die Entwicklung von Gebläsen stellt sich dieser Herausforderung und bietet die bestmögliche Kühlung, die nachgerüstet oder in bessere luftgekühlte Systeme integriert werden kann.

Boyd bietet nicht nur ein maßgeschneidertes Gebläsedesign, sondern ist auch führend in der Branche für integrierte luftgekühlte Systeme, die ein optimiertes Gebläsedesign mit kreativem Kanal- und Luftstrommanagement, Heatpipes und Dampfkammern sowie allen wichtigen Kühlkörperfertigungen kombinieren, um das ideale System für Ihre Anwendung zu schaffen.

Boyds jahrzehntelange Innovationsexpertise, Erfahrung, Ressourcen und sein einzigartiger Ansatz zur Integration mehrerer Funktionalitäten in optimierte Produkte werden das Unternehmen weiterhin an der Spitze der thermischen Innovation und der kontinuierlich verbesserten Fertigungsmethoden halten. Wenn Sie bereit sind, Ihr luftgekühltes System zu verbessern oder nachzurüsten oder neue Herausforderungen für die nächste Generation angehen möchten, wenden Sie sich zunächst an die Boyd Corporation, um mehr über Ihre Optionen für eine besser optimierte Kühlung zu erfahren.