Типы радиаторов: какой выбрать?

Когда электроника нагревается, её нужно чем-то охлаждать. Здесь на помощь приходят радиаторы. Но не все радиаторы одинаковы.

Существует множество типов радиаторов, и каждый лучше всего подходит для разных ситуаций. В этой статье вы узнаете о самых распространённых типах, чтобы выбрать подходящий для вашего проекта.

Что такое радиатор?

Радиатор помогает поддерживать температуру устройства на нужном уровне. Он забирает тепло от горячих компонентов, например от процессора, и рассеивает его. Обычно радиаторы изготавливают из металла, такого как алюминий или медь.

Тепло передаётся от компонента к радиатору при контакте — это называется теплопроводностью. Затем тепло уходит в воздух в процессе, называемом конвекцией. Иногда вентилятор помогает воздуху двигаться быстрее — это вынужденная конвекция. Если вентилятора нет, воздух движется сам — это естественная конвекция.

Радиаторы имеют рёбра, увеличивающие площадь поверхности, чтобы больше тепла уходило в воздух. Это защищает устройство от перегрева.

Как работает радиатор?

Когда электронные компоненты работают, они нагреваются из-за протекающего через них электричества. Это тепло нужно отводить, чтобы компоненты не перегревались и не выходили из строя. Радиатор помогает, принимая тепло и распределяя его по большей площади, чтобы оно лучше уходило в воздух.

Радиатор крепится к горячему компоненту с помощью специального материала, например термопасты или термопрокладки. Этот материал помогает передавать тепло от компонента к радиатору.

После того как тепло переходит в радиатор, он охлаждается, отдавая его в окружающий воздух. Чем больше площадь поверхности радиатора, тем лучше он охлаждает.

Хорошее охлаждение очень важно для вашей электроники, и радиаторы играют в этом ключевую роль.

Классификация радиаторов по типу воздушного потока

Существуют две основные категории радиаторов:

Пассивный радиатор

Пассивный радиатор не использует вентилятор или другой принудительный воздушный поток. Он надёжнее, поскольку не имеет движущихся частей. Например, иногда радиатор является частью корпуса устройства. Тепло передаётся от нагревающихся компонентов к стенкам корпуса. Эти стенки обычно имеют рёбра, контактирующие с наружным воздухом, что способствует охлаждению.

Активный радиатор

Активный радиатор имеет рядом с поверхностью устройство с приводом, например вентилятор или воздуходувку. Он также может использовать прокачиваемую жидкость для отвода тепла. Поскольку он нагнетает воздух или жидкость через рёбра, он охлаждает лучше. Это означает, что радиатор может быть меньше и легче.

Классификация радиаторов по способу изготовления

Рассмотрим 6 распространённых типов радиаторов по способу изготовления:

Экструдированные радиаторы

Большинство радиаторов изготавливают, продавливая алюминий через профилированное отверстие. Этот метод подходит для многих задач. Вы получаете низкую стоимость и легко адаптируете изделие под свои потребности. Их производительность может быть низкой или высокой, но ширина ограничена возможностями станка.

Сборные радиаторы

Обычно их используют, когда нужны большие радиаторы. Можно сочетать разные металлы для основания и рёбер, например алюминий и медь. Это помогает радиатору работать лучше, не делая его слишком тяжёлым. Работают от удовлетворительно до хорошо, но стоят дорого.

Строгальные радиаторы

Эти радиаторы изготавливают из цельного куска меди. Их можно проектировать в самых разных формах, и у них множество тонких рёбер. Это даёт большую площадь поверхности для охлаждения. Работают довольно хорошо, но тяжёлые, и их нужно размещать аккуратно.

Штампованные радиаторы

Здесь металлические рёбра выдавливаются, а затем крепятся к основанию. Их используют для устройств, не требующих сильного охлаждения. Они очень дешёвые, поскольку просты в изготовлении, но охлаждают не очень хорошо.

Кованые радиаторы

Их изготавливают, придавая алюминию или меди форму сильным прессованием. Так можно делать множество изделий, и это недорого. Работают удовлетворительно, но не допускают большого разнообразия вариантов конструкции.

Радиаторы, обработанные на станках с ЧПУ

Этим методом можно создавать очень детализированные и сложные формы. Они охлаждают очень хорошо, но это дорого и требует времени, поэтому не подходит для быстрого изготовления больших партий.

Классификация радиаторов с водяным охлаждением

Такая классификация может показаться запутанной, но она означает всего три типа: цельнометаллические радиаторы, радиаторы с двухфазными устройствами и радиаторы с принудительной циркуляцией жидкости.

Цельнометаллические радиаторы

У таких радиаторов есть цельное основание, которое принимает тепло, и металлические рёбра, отдающие тепло в окружающий воздух. Основание и рёбра могут быть из разных металлов, например из меди или алюминия, особенно для электроники. Обычно это самые дешёвые радиаторы.

Радиатор с принудительной циркуляцией жидкости

В таких радиаторах насос отводит жидкость от нагревающейся детали. Жидкость поступает к холодной пластине, контактирующей с источником тепла, а затем возвращается к рёбрам для охлаждения. Такой способ охлаждает очень хорошо, но для электроники он наименее надёжен.

Двухфазный радиатор

В двухфазных радиаторах используются такие устройства, как паровые камеры и тепловые трубки, которые помогают лучше отводить тепло. Эти устройства отлично переносят тепло, поэтому радиатор в целом работает эффективнее. Тепловые трубки переносят тепло от нагревающейся детали к рёбрам на расстоянии.

Паровые камеры распределяют тепло по основанию, охлаждая близлежащие рёбра. Такие радиаторы почти так же надёжны, как цельнометаллические, но стоят немного дороже.

Материалы радиаторов

Как уже упоминалось, радиаторы обычно изготавливают из алюминия и меди. Вот подробности:

Алюминиевый радиатор

Алюминий лёгкий, прост в изготовлении и недорог. Поэтому это отличный выбор для большинства радиаторов. Распространённые типы — сплавы 6061 и 6063, но более чистые типы, такие как 1050 и 1100, отводят тепло немного лучше. Алюминий проводит тепло примерно вдвое хуже меди. Это значит, что тепло не может распространяться так далеко от нагревающейся детали через основание радиатора.

Медный радиатор

Медь проводит тепло гораздо лучше — примерно вдвое лучше алюминия. Медь используют, когда нужно более эффективное охлаждение. Распространённый тип меди — CDA110.

Но медь тяжелее — примерно в три раза — и стоит вдвое дороже алюминия. Она также работает немного медленнее, чем алюминий. В некоторых радиаторах сочетают оба металла: медь для основания и алюминий для рёбер.

Где применяются радиаторы?

Радиаторы важны для охлаждения компонентов ПК, таких как процессоры и видеокарты. Но радиаторы можно использовать и для многих других задач, например:

• Материнские платы
• Твердотельные накопители и реле
• Силовые транзисторы
• Печатные платы (PCB)
• Внутри или снаружи ноутбуков
• Усилители

Как выбрать подходящий радиатор

Чтобы выбрать лучшие типы радиаторов для компьютера, нужно учесть конфигурацию вашего устройства и требуемую степень охлаждения. Первый шаг — понять основные параметры вашего устройства.

Вот что стоит учесть при выборе типов радиаторов для процессора и других радиаторов:

• Сколько энергии потребляет ваш компонент? Это называется TDP, или расчётная тепловая мощность. Она показывает максимальное количество тепла в ваттах, которое может выделять ваш процессор или видеокарта. Это помогает понять, насколько он может нагреваться при высокой нагрузке.
• Насколько холодным должен быть процессор или другие компоненты для оптимальной работы?
• Сколько места у вас есть для установки радиатора? Радиаторы бывают самых разных размеров — от маленьких до больших.
• Какая конструкция или форма радиатора лучше всего охладит ваш компьютер?
• Нужен ли вам активный радиатор (с вентиляторами или движущимися частями) или пассивный (без движущихся частей).
• Сколько денег вы готовы потратить на радиатор?

Заключение

Выбор подходящего радиатора зависит от потребностей вашего устройства. Учитывайте, сколько тепла нужно отводить, сколько у вас места и какой у вас бюджет.

Если вам нужна помощь в выборе или проектировании подходящего радиатора, свяжитесь с DEK уже сегодня. Мы предлагаем индивидуальные решения для радиаторов, созданные под ваши задачи.