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Qualitätsbewertung einer Röhrenkühlplatte

Da viele Anwendungen von der Luftkühlung zur Flüssigkühlung übergehen, sind Röhrenkühlplatten häufig die Technologie der Wahl. Ihre wachsende Präsenz wirft die Frage auf: "Was sind die bedeutenden Kriterien für die Auswahl einer qualitativ hochwertigen Röhrenkühlplatte?" Die meisten Werkzeughersteller können eine Röhrenkühlplatte herstellen. Eine gut entworfene Kühlplatte führt zu einem Produkt mit spürbaren und bedeutenden Vorteilen sowohl im Bereich Qualität und Leistung. Abbildung 1 zeigt Röhrenkühlplatten von drei verschiedenen Herstellern: Können Sie sagen, welche Kühlplatte wahrscheinlich die beste Leistung bringen oder am zuverlässigsten sein wird?

Unter Verwendung der in diesem Artikel dargestellten Informationen kann die Qualität einer Röhrenkühlplatte durch kurze Beobachtung beurteilt werden.

 Abbildung 1: Röhrenkühlplatten von drei verschiedenen Herstellern

Abbildung 1: Röhrenkühlplatten von drei verschiedenen Herstellern

Hohe Zuverlässigkeit ist wichtig, da ein Kühlflüssigkeitsleck in einem Flüssigkühlsystem zu katastrophalen Folgen führen kann. Zuerst müssen die Röhren untersucht werden; sie können viel über die Zuverlässigkeit der Kühlplatte aussagen. Eine Kühlplatte, die ein fortlaufendes Röhrensystem verwendet, ist zuverlässiger als eine, die aus geraden Röhren besteht, die durch gelötete Verbindungsstücke verbunden sind, da jedes Verbindungsstück das Leckpotential steigert.

Desweiteren muss die Qualität der Biegungen betrachtet werden. Wenn die Röhren nicht sorgfältig gebogen werden, kann die Röhre verformt werden. Auch wenn dies die Zuverlässigkeit nicht beeinträchtigt, ändert es doch das Querschnittsprofil der Röhren, was zu einem erhöhten Druckverlust führen kann.

 Abbildung 2: Genaues Betrachten der Biegungen als Anzeichen für Zuverlässigkeit und Leistung

Abbildung 2: Genaues Betrachten der Biegungen als Anzeichen für Zuverlässigkeit und Leistung

Sehen Sie sich nun an, wie die Röhren an der Platte angebracht sind. Für maximalen thermischen Transfer sollten die Röhrenkühlplatten so entworfen sein, dass sich kein Epoxyklebstoff zwischen dem Röhrensystem und der Platte befindet. Dort, wo Epoxylklebstoff zwischen der Röhre und der Platte verwendet wird, dient der Epoxyklebstoff dem doppelten Zweck, die Röhre in der Platte zu halten und thermischen Kontakt zwischen den beiden Bestandteilen aufzubauen. Wenn der Klebstoff aber zu dick aufgetragen ist, kann er kontraproduktiv sein und als thermische Isolierung dienen.

Zum Schluss muss die Kühloberfläche der Platte betrachtet werden. Für anspruchsvolle Anwendungen ist eine Direktkontaktkühlung zwischen der Röhre und der Komponente zu empfehlen. Dies bedeutet, dass die Röhrenoberfläche bündig mit der Aluminumplatte sein muss. Eine gebräuchliche Herstellungstechnik ist es, eine übergroße Röhre in einen Kanal einzuführen und das obere Ende abzuschneiden. Diese kostspielige Technik, die als "Skim-Cutting" bekannt ist, schafft einen Röhrenabschnitt mit variierender Dicke, die sowohl die strukturelle Integrität als auch die Leistung beeinträchtigt.

Eine andere Alternative ist es, die Röhre unterhalb der Oberfläche der Kühlplatte einzubetten und Kupfereinlagen hinzuzufügen, um die Oberfläche zu begradigen. Diese Technik ist teuer und schränkt die Leistung ein - die Kühlröhre ist weiter von den zu kühlenden Bestandteilen entfernt und die zusätzliche Epoxyklebstoffschicht, die zwischen der Röhre und der Einlage benötigt wird, schränkt die Leistung weiter ein.

 Abbildung 3: Verschiedene Methoden, die Röhren zu befestigen und eine ebene Befestigungsoberfläche zu sichern

Abbildung 3: Verschiedene Methoden, die Röhren zu befestigen und eine ebene Befestigungsoberfläche zu sichern

Eine Hochleistungsoption wird in Lytrons US-Patent Nr. 6853555 beschrieben und in Lytrons
Press-Lock TM  CP12- und CP15-Kühlplatten verwendet. Ein sorgfältiges Design der Verschlussfunktion und gesetzlich geschützte Drucktechniken stellen sicher, dass die Röhre bündig mit der Plattenoberfläche ist und so guten thermischen Kontakt mit dem zu kühlenden Bestandteil bietet. Diese Herstellungsmethode stellt desweiteren einen guten Metall-Metall-Kontakt zwischen der Röhre und der Platte sicher, garantiert exzellente Wärmeleistung und eliminiert gleichzeitig den Bedarf an Epoxyklebstoff. Abbildung 4 zeigt den Leistungsvorteil der Press-Lock-Technologie im Vergleich zu Kühlplatten, die unter Verwendung von Epoxyklebstoff hergestellt werden.

 Abbildung 4: Leistungsvergleich einer Epoxy-freien Kühlplatte, die unter Verwendung der Press-lock-Technologie von Lytron hergestellt wurde, mit anderen Kühlplattendesigns

Abbildung 4: Leistungsvergleich einer Epoxy-freien Kühlplatte, die unter Verwendung der Press-lock-Technologie von Lytron hergestellt wurde, mit anderen Kühlplattendesigns

Zum Vermeiden galvanischer Korrosion wird die Verwendung des gleichen Materials oder Materialien mit ähnlichem elektronischen Potential innerhalb der Kühlschleife empfohlen. Es sollte sichergestellt werden, dass das Röhrenwerk, die Verbindungen und andere Bestandteile keinerlei reaktives Metall in das System einführen.

Die Verwendung des gleichen Materials innerhalb des Kreislaufes bedeutet nicht, dass dadurch Leistung geopfert werden muss. Lytron bietet Hochleistungswärmetauscher und -kühlplatten mit Aluminium-, Kupfer- und Edelstahlflüssigkeitswegen.

Zusammenfassung:

Zuverlässig
Fortlaufende Röhre
Ebene Oberfläche
Unzuverlässig
Röhre mit Verbindungsstücken
Skim-Cut-Oberfläche
Hochleistung
Epoxyklebstofffreie Konstruktion
Röhren bündig mit der Plattenoberfläche
Geringere Leistung
Epoxyklebstoff zwischen Röhre und Platte
Einlagen über der Röhre, um ebene Oberfläche zu schaffen

 

Bei der Bewertung der Qualität einer Röhrenkühlplatte sind die wichtigsten Punkte, die beachtet werden müssen, ein fortlaufendes Röhrensystem, eine Epoxyklebstoff-freie Konstruktion und ein Gesamterscheinungsbild, das Designfachwissen und sorgfältige Herstellung zeigt. Andere Faktoren, die ebenfalls beachtet werden sollten, sind die Wahl der Anschlussstücke und die Auswahl der Größen. Viele Hersteller bieten eine Handvoll Standardgrößen, die normalerweise sehr viel preiswerter sind als speziell maßgefertigte Designs. Wenn Sie vermutlich eher eine maßgefertigte Kühlplatte und kein Fertigdesign benötigen, macht es Sinn, einen Hersteller zu wählen, der vollständig maßgefertige Designfähigkeiten bieten kann, einschließlich der Thermomodellierung und -analyse, und keinen, der nur "fertige" Kühlplatten bietet.