24. Естественное и принудительное воздушное охлаждение

Естественное охлаждение

В большинстве современных конструкций РЭС при нормальных климатических условиях обычно около 75 % теплоты отводится за счет естественной конвекции, 15 % – за счет теплопроводности и 10 % – за счет излучения.

Эффективность охлаждения естественной конвекцией тем выше, чем больше поверхность корпуса охлаждаемого изделия Печатные платы с элементами желательно размещать вертикально, а не горизонтально. Платы с недостаточно теплостойкими элементами размещать внизу конструкции.

Охлаждение естественной конвекцией воздуха неэффективно при жарком климате и низком атмосферном и в герметичных конструкциях. Поэтому необходимо сочетать естественное охлаждение конвекцией с охлаждением кондукцией и излучением. Для интенсификации естественного охлаждения необходимо уменьшать:

1. количество выделяемой элементом теплоты, определяемое его рассеиваемой мощностью;

2. температуру корпуса, контактирующего с окружающей средой;

3. тепловое сопротивление передачи тепла от нагреваемых элементов к корпусу.

Рекомендуется также:

1 уменьшение пути теплопередачи; применение конструкционных материалов с высокой теплопроводностью;

2 уменьшение шероховатости контактирующих поверхностей;

3 увеличение контактного давления;

4 применение в зазоре между контактирующими поверхностями различных теплопроводящих паст;

5 окрашивать теплонагруженные элементы в темные цвета.

Естественная конвекция является основным средством охлаждения герметичных аппаратов. В тех случаях, когда герметичность конструкции не является обязательным условием, целесообразно осуществлять перфорирование аппарата. Перфорации могут быть различных видов: отверстия, жалюзи, сетки, грибки и т.п. Перфорации целесообразно располагать на крышке и дне аппарата. При этом для обеспечения возможности свободного подхода дно аппарата должно быть приподнято

Принудительное воздушное охлаждение

В настоящее время до 90 % современных конструкций РЭС оборудовано системами принудительного воздушного охлаждения с использованием вентиляторов (блоков вентиляторов). Основные причины применения принудительного воздушного охлаждения – наличие дешевого и доступного теплоносителя, относительная простота и надежность элементов системы охлаждения (вентиляторов, нагнетающих воздух, воздуховодов и т.п.).

На практике используются три системы принудительного воздушного охлаждения (рис. 5.6):

приточная, вытяжная, приточно-вытяжная.

Рис. 5.6. Системы принудительного воздушного охлаждения:

а – приточная, б – вытяжная, в – приточно-вытяжная

Приточная вентиляция эффективнее вытяжной, поскольку воздух подается внутрь охлаждаемого устройства с повышенным давлением. Системы принудительного воздушного охлаждения, имеют ряд недостатков: увеличиваются объем и масса конструкции в целом; требуются большие затраты мощности на охлаждение; высок уровень акустических шумов и вибраций и др. В последние годы чаще при конструировании возникают ситуации, когда принудительное воздушное охлаждение не в состоянии обеспечить необходимый тепловой режим. В этих случаях более эффективно принудительное жидкостное, воздушно-жидкостное или кондуктивно-жидкостное охлаждение