Dissipatore di calore a tubo armonico estruso in alluminio: una soluzione di gestione termica efficiente e leggera

Cos'è un dissipatore di calore a tubo armonico?

Un dissipatore di calore a tubo armonico è un tubo di alluminio piatto e rettangolare realizzato daestrusione. Se guardi la sua sezione-trasversale, assomiglia molto a un'armonica - sottili pareti superiore e inferiore, con un mucchio di supporti verticali in mezzo. Da lì deriva il nome. Potresti anche sentirlo chiamare tubo piatto poroso o tubo piatto in alluminio multi-canale.

Il tubo è piatto all'esterno e presenta diversi canali paralleli che lo attraversano. Attraverso questi canali possono passare aria o altri fluidi di scambio termico. Rispetto ai normali tubi tondi o ai dissipatori di calore in metallo solido, il tubo armonico offre una superficie maggiore rispetto al suo volume, il che significa un migliore trasferimento di calore. L'alluminio conduce già bene il calore e il design multi-canale lo rende leggero ed efficace nel raffreddamento.

Come è fatto:Estrusione di alluminio

Il principale metodo di produzione dei dissipatori di calore a tubi armonici èestrusione di alluminio. Questo processo esiste da decenni e si è dimostrato affidabile ed economico-economico, soprattutto quando è necessario realizzarne molti.

Ecco come funziona in termini semplici: in primo luogo, riscalda una billetta di alluminio a circa 427–496 gradi (800–925 gradi F) finché non diventa morbida ma non fusa. Quindi spingi l'alluminio caldo attraverso uno stampo dalla forma speciale utilizzando una tonnellata di pressione. La fustella lo modella nel profilo piatto e multi-foro di cui hai bisogno. Un passaggio ti dà la forma completa del tubo. Dopodiché, taglialo alla lunghezza che desideri. L'intero processo è continuo, spreca pochissimo materiale e gli stampi durano a lungo. Pertanto il costo per pezzo rimane basso, soprattutto per volumi più elevati.

Perché l'alluminio?

La maggior parte dei dissipatori di calore a tubi armonici sono realizzati inlega di alluminio, e ci sono buone ragioni per questo. L’alluminio raggiunge un punto debole tra trasferimento di calore, peso e prezzo.

*Buona conduzione del calore– L'alluminio puro conduce il calore a circa 237 W/(m·K). La comune lega 3003, a seconda di come viene trattata, ha un valore compreso tra 155 e 190 W/(m·K). È sufficiente per la maggior parte dei lavori di raffreddamento.

* Leggero– L’alluminio ha una densità di circa 2,7 g/cm³, ovvero circa il 65% più leggero dell’acciaio. Un tubo per armonica in alluminio risulta essere circa il 30% più leggero di un pezzo simile realizzato con metalli tradizionali. Questo è un grosso problema per le batterie e i dispositivi portatili in cui ogni grammo conta.

* Naturalmente resistente alla corrosione– L’alluminio forma da solo uno strato di ossido resistente sulla sua superficie. Questo strato lo protegge dall'umidità e dagli ambienti industriali in generale, quindi spesso non sono necessari rivestimenti aggiuntivi.

*Il costo rimane ragionevole– L'alluminio non è costoso e l'estrusione è un processo-ben compreso. Quando produci migliaia o milioni di pezzi, il costo unitario-diventa molto basso.

Vantaggi principali

Mettendo tutto insieme, ecco cosa ottieni con un dissipatore di calore a tubo armonico estruso in alluminio:

* Raffreddamento efficiente– I canali multipli creano molta superficie per lo scambio termico. L'aria o il fluido si muovono attraverso questi piccoli canali in parallelo, il che funziona molto meglio di un singolo grande tubo o di un solido pezzo di metallo. La forma piatta ti consente inoltre di premerlo contro una batteria o un componente elettronico, quindi il calore non deve viaggiare lontano.

* Leggero– L'alluminio a bassa-densità e le pareti sottili fanno sì che il tutto sia molto leggero. Se il peso è un vincolo stretto nel tuo progetto, questo è un buon candidato.

*Buona resistenza alla corrosione– Quella pellicola di ossido naturale fa il suo lavoro. Nella maggior parte dei casi non è necessaria una placcatura aggiuntiva.

Abbastanza forte– Poiché si tratta di un pezzo di metallo estruso in forma, non ci sono giunti saldati che potrebbero rompersi. Può gestire carichi meccanici e pressioni interne ragionevoli.

* Conveniente-su larga scala– L’estrusione è economica quando si eseguono volumi elevati. Il materiale viene utilizzato in modo efficiente, gli stampi durano a lungo e il costo per parte-diminuisce rapidamente all'aumentare della quantità.

* Facile da personalizzare– È possibile modificare lunghezza, larghezza, altezza, spessore della parete, numero di canali e persino il tipo di lega per adattarlo alla propria applicazione specifica.

Dove viene utilizzato

Basate sulla produzione-nel mondo reale e sull'utilizzo sul campo, queste due applicazioni sono le più solide e collaudate per i dissipatori di calore a tubi armonici.

1. Raffreddamento del pacco batteria del veicolo elettrico

Questo è il caso d'uso più grande e in più rapida crescita oggi. Nelle auto elettriche e ibride, la batteria si riscalda durante la carica e la scarica. Se il calore non viene rimosso, la durata della batteria ne risente e potresti incorrere in problemi di sicurezza.

Il tubo dell'armonica si trova solitamente lungo il lato o sotto il modulo batteria. Il mezzo di scambio termico all'interno di - potrebbe essere aria o liquido refrigerante, a seconda del sistema. - allontana il calore dalla batteria. Il tubo è sottile e piatto, quindi aderisce perfettamente alla superficie della batteria senza occupare molto spazio o aggiungere molto peso all'auto. I canali multipli inoltre diffondono il raffreddamento in modo uniforme, il che aiuta a mantenere tutte le singole celle all'incirca alla stessa temperatura.

2. Raffreddamento del sistema di accumulo dell'energia (ESS).

Il solare, l’eolico e altre fonti di energia rinnovabile stanno guidando la domanda di grandi sistemi di accumulo di batterie. Queste batterie generano calore anche quando si caricano e si scaricano per lunghi periodi.

I dissipatori di calore a tubo armonico vengono visualizzati nei sistemi di gestione termica ESS perché sono leggeri, efficienti e possono essere realizzati in lunghezze personalizzate. Forniscono un raffreddamento affidabile senza occupare spazio interno, il che aiuta a mantenere l'intero sistema di storage sicuro e stabile.

Opzioni di personalizzazione

Un grande punto di forza dei dissipatori di calore a tubi armonici è quanto puoi modificarli. La maggior parte dei produttori (compresi noi di Awind) possono modificare quanto segue in base alle tue esigenze:

* Lunghezza– Tipicamente da poche centinaia di millimetri a oltre due metri. Tu ci dici la dimensione della tua batteria o del tuo dispositivo, noi tagliamo per adattarla.

* Larghezza e altezza– La larghezza e lo spessore del tubo piatto possono variare per adattarsi ai diversi spazi di installazione e ai requisiti di raffreddamento.

* Spessore della parete– Il minimo è circa 0,35 mm, l’intervallo tipico è 0,4–3 mm. Le pareti più sottili fanno risparmiare peso e trasferiscono il calore più velocemente; pareti più spesse ti danno più forza.

* Numero di canali– Di solito da 5 a 25 canali. Più canali significano più superficie e un migliore trasferimento di calore.

* Materiale in lega– L’alluminio 3003 è comune, ma possiamo usare altri gradi se hai bisogno di una migliore resistenza alla corrosione o di una maggiore resistenza.

Conclusione

Il dissipatore di calore con tubo armonico estruso in alluminio si è guadagnato il posto di soluzione-di riferimento per il raffreddamento dei pacchi batteria dei veicoli elettrici e dei sistemi di accumulo dell'energia. Si raffredda bene, non pesa molto, resiste alla corrosione e il processo di estrusione mantiene bassi i costi - soprattutto quando ne servono molti.

Se stai cercando una soluzione di raffreddamento leggera, affidabile e personalizzabile, vale sicuramente la pena dare un'occhiata al dissipatore di calore a tubi armonici.

Noi di Awind abbiamo aiutato diversi clienti con dissipatori di calore a tubi armonici personalizzati - dalla regolazione del numero e delle dimensioni dei canali alla scelta della lega giusta. Se hai bisogno di qualcosa di standard o completamente personalizzato per il tuo progetto, possiamo aiutarti. Contattaci e dicci a cosa stai lavorando.

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