[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/2020\/12\/22\/warmemanagement-elektronik-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/2020\/12\/22\/warmemanagement-elektronik-wikipedia\/","headline":"W\u00e4rmemanagement (Elektronik) – Wikipedia","name":"W\u00e4rmemanagement (Elektronik) – Wikipedia","description":"before-content-x4 “W\u00e4rmeableitung” leitet hier um. Informationen zur passiven W\u00e4rmeableitung in Geb\u00e4uden finden Sie unter Passive K\u00fchlung. 60 \u00d7 60 \u00d7","datePublished":"2020-12-22","dateModified":"2020-12-22","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/9\/99\/CFD_Forced_Convection_Heat_Sink_v4.gif","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/9\/99\/CFD_Forced_Convection_Heat_Sink_v4.gif","height":"160","width":"360"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/2020\/12\/22\/warmemanagement-elektronik-wikipedia\/","wordCount":7459,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4“W\u00e4rmeableitung” leitet hier um.  Informationen zur passiven W\u00e4rmeableitung in Geb\u00e4uden finden Sie unter Passive K\u00fchlung.  60 \u00d7 60 \u00d7 10 mm K\u00fchlk\u00f6rper mit gerader Lamelle, thermischem Profil und wirbelnden animierten Str\u00f6mungsverl\u00e4ufen mit erzwungener Konvektion von einem Rohrventilator, vorhergesagt unter Verwendung eines CFD-Analysepakets.  Radialer K\u00fchlk\u00f6rper mit thermischem Profil und wirbelnden Str\u00f6mungsverl\u00e4ufen f\u00fcr erzwungene Konvektion (unter Verwendung der CFD-Analyse)  Pin Fin K\u00fchlk\u00f6rper mit thermischem Profil und Dione-Konvektionsstr\u00f6mungsverl\u00e4ufen (unter Verwendung der CFD-Analyse)    K\u00fchlk\u00f6rper in einem Workstation-Computer    Freier thermoelektrischer Konvektionsk\u00fchler (Peltier-K\u00fchler) mit Konturen der K\u00fchlk\u00f6rperoberfl\u00e4chentemperatur und steigenden w\u00e4rmeren Luft- und fallenden Luftstr\u00f6mungsverl\u00e4ufen, die mithilfe eines CFD-Analysepakets vorhergesagt wurden.  CPU-K\u00fchlk\u00f6rper mit angeschlossenem L\u00fcfter  Ein K\u00fchlk\u00f6rper (Aluminium) mit einem W\u00e4rmerohr (Kupfer)Alle elektronischen Ger\u00e4te und Schaltungen erzeugen \u00fcbersch\u00fcssige W\u00e4rme und ben\u00f6tigen daher W\u00e4rmemanagement um die Zuverl\u00e4ssigkeit zu verbessern und vorzeitigen Ausfall zu verhindern.  Die W\u00e4rmeabgabe entspricht der Leistungsaufnahme, wenn keine anderen Energiewechselwirkungen vorliegen.[1]  Es gibt verschiedene K\u00fchltechniken, darunter verschiedene Arten von K\u00fchlk\u00f6rpern, thermoelektrischen K\u00fchlern, Druckluftsystemen und -ventilatoren, W\u00e4rmerohren und anderen.  In F\u00e4llen extrem niedriger Umgebungstemperaturen kann es tats\u00e4chlich erforderlich sein, die elektronischen Komponenten zu erw\u00e4rmen, um einen zufriedenstellenden Betrieb zu erzielen.[2]    Table of Contents\u00dcberblickW\u00e4rmewiderstand von Ger\u00e4tenThermische ZeitkonstantenThermisches Grenzfl\u00e4chenmaterialAnwendungenPers\u00f6nliche ComputerL\u00f6tenBatterienMethodenTemperatur f\u00e4lltK\u00fchlplattePrinzipKonstruktion und MaterialienPerformanceKonvektive Luftk\u00fchlungZwangsluftk\u00fchlungHeatpipesPeltier-K\u00fchlplattenSynthetische Strahlluftk\u00fchlungElektrostatische Fl\u00fcssigkeitsbeschleunigungK\u00fcrzliche EntwicklungenThermische Simulation der ElektronikDesignOptimieren\u00dcberpr\u00fcfenSoftwareTelekommunikationsumgebungenGer\u00e4tek\u00fchlklassenWirtschaftliche AuswirkungSiehe auchVerweiseWeiterf\u00fchrende LiteraturExterne Links\u00dcberblickW\u00e4rmewiderstand von Ger\u00e4tenDies wird \u00fcblicherweise als W\u00e4rmewiderstand vom \u00dcbergang zum Geh\u00e4use der Halbleiterbauelement angegeben.  Die Einheiten sind \u00b0 C \/ W.  Beispielsweise wird ein K\u00fchlk\u00f6rper mit einer Nennleistung von 10 \u00b0 C \/ W 10 \u00b0 C hei\u00dfer als die Umgebungsluft, wenn er 1 Watt W\u00e4rme abf\u00fchrt.  Somit ist ein K\u00fchlk\u00f6rper mit einem niedrigen C \/ W-Wert effizienter als ein K\u00fchlk\u00f6rper mit einem hohen C \/ W-Wert.[3]Bei zwei Halbleiterbauelementen im selben Geh\u00e4use ist ein niedrigerer \u00dcbergang zum Umgebungswiderstand (R.\u03b8J-C) zeigt ein effizienteres Ger\u00e4t an.  Beim Vergleich von zwei Ger\u00e4ten mit unterschiedlichen W\u00e4rmewiderst\u00e4nden ohne Chip (z. B. DirectFET MT gegen\u00fcber drahtgebundenem 5 x 6 mm PQFN) korreliert ihre Verbindung zu Umgebungsbedingungen oder die Verbindung zu Geh\u00e4usewiderstandswerten m\u00f6glicherweise nicht direkt mit ihren Vergleichseffizienzen.  Unterschiedliche Halbleitergeh\u00e4use k\u00f6nnen unterschiedliche Chiporientierungen, unterschiedliche Kupfer- (oder andere Metall-) Massen, die den Chip umgeben, unterschiedliche Chipbefestigungsmechaniken und unterschiedliche Formdicken aufweisen, die alle signifikant unterschiedliche Werte f\u00fcr den \u00dcbergang von Geh\u00e4use zu Geh\u00e4use oder den \u00dcbergang zu Umgebungswiderstand ergeben k\u00f6nnen und k\u00f6nnten Dadurch werden die Gesamtwirkungsgrade verdeckt.Thermische ZeitkonstantenDie W\u00e4rmemasse eines K\u00fchlk\u00f6rpers kann als Kondensator (Speicherung von W\u00e4rme anstelle von Ladung) und der W\u00e4rmewiderstand als elektrischer Widerstand (Angabe eines Ma\u00dfes daf\u00fcr, wie schnell gespeicherte W\u00e4rme abgef\u00fchrt werden kann) betrachtet werden.  Zusammen bilden diese beiden Komponenten eine thermische RC-Schaltung mit einer zugeh\u00f6rigen Zeitkonstante, die durch das Produkt von R und C gegeben ist. Diese Gr\u00f6\u00dfe kann verwendet werden, um die dynamische W\u00e4rmeableitungsf\u00e4higkeit eines Ger\u00e4ts analog zum elektrischen Geh\u00e4use zu berechnen.[4]Thermisches Grenzfl\u00e4chenmaterialEIN thermisches Grenzfl\u00e4chenmaterial oder Mastix (aka TIM) wird verwendet, um die L\u00fccken zwischen W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4chen, z. B. zwischen Mikroprozessoren und K\u00fchlk\u00f6rpern, zu f\u00fcllen, um die W\u00e4rme\u00fcbertragungseffizienz zu erh\u00f6hen.  Es hat einen h\u00f6heren W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeitswert in Z-Richtung als in xy-Richtung.AnwendungenPers\u00f6nliche ComputerAufgrund der j\u00fcngsten technologischen Entwicklungen und des \u00f6ffentlichen Interesses hat der Einzelhandelsmarkt f\u00fcr K\u00fchlk\u00f6rper ein Allzeithoch erreicht.  In den fr\u00fchen 2000er Jahren wurden CPUs hergestellt, die immer mehr W\u00e4rme abgaben als fr\u00fcher, was die Anforderungen an hochwertige K\u00fchlsysteme steigerte.\u00dcbertakten bedeutete immer einen h\u00f6heren K\u00fchlbedarf, und die von Natur aus hei\u00dferen Chips bedeuteten f\u00fcr den Enthusiasten mehr Bedenken.  Effiziente K\u00fchlk\u00f6rper sind f\u00fcr \u00fcbertaktete Computersysteme von entscheidender Bedeutung. Je h\u00f6her die Abk\u00fchlrate eines Mikroprozessors ist, desto schneller kann der Computer ohne Instabilit\u00e4t arbeiten.  Im Allgemeinen f\u00fchrt ein schnellerer Betrieb zu einer h\u00f6heren Leistung.  Viele Unternehmen konkurrieren jetzt darum, den besten K\u00fchlk\u00f6rper f\u00fcr PC-\u00dcbertaktungsbegeisterte anzubieten.  Zu den f\u00fchrenden Herstellern von Aftermarket-K\u00fchlk\u00f6rpern geh\u00f6ren: Aero Cool, Foxconn, Thermalright, Thermaltake, Swiftech und Zalman.[citation needed]L\u00f6tenBeim L\u00f6ten von Leiterplatten wurden manchmal tempor\u00e4re K\u00fchlk\u00f6rper verwendet, um zu verhindern, dass \u00fcberm\u00e4\u00dfige W\u00e4rme empfindliche Elektronik in der N\u00e4he besch\u00e4digt.  Im einfachsten Fall bedeutet dies, ein Bauteil mit einem Schwermetallkrokodilclip oder einer \u00e4hnlichen Klemme teilweise zu greifen.  Moderne Halbleiterbauelemente, die durch Reflow-L\u00f6ten zusammengebaut werden k\u00f6nnen, vertragen normalerweise L\u00f6ttemperaturen ohne Besch\u00e4digung.  Auf der anderen Seite k\u00f6nnen elektrische Komponenten wie magnetische Reed-Schalter fehlerhaft funktionieren, wenn sie L\u00f6tkolben mit h\u00f6herer Leistung ausgesetzt werden. Daher wird diese Praxis immer noch sehr h\u00e4ufig angewendet.[5]BatterienIn der f\u00fcr Elektrofahrzeuge verwendeten Batterie wird die Nennbatterieleistung normalerweise f\u00fcr Arbeitstemperaturen im Bereich von +20 \u00b0 C bis +30 \u00b0 C angegeben.  Die tats\u00e4chliche Leistung kann jedoch erheblich davon abweichen, wenn die Batterie bei h\u00f6heren oder insbesondere niedrigeren Temperaturen betrieben wird, so dass einige Elektroautos Heizung und K\u00fchlung f\u00fcr ihre Batterien haben.[6]MethodenTemperatur f\u00e4lltK\u00fchlk\u00f6rper sind in der Elektronik weit verbreitet und f\u00fcr die moderne Mikroelektronik unverzichtbar geworden.  Im allgemeinen Gebrauch ist es ein Metallgegenstand, der mit der hei\u00dfen Oberfl\u00e4che eines elektronischen Bauteils in Kontakt gebracht wird – obwohl in den meisten F\u00e4llen ein d\u00fcnnes thermisches Grenzfl\u00e4chenmaterial zwischen den beiden Oberfl\u00e4chen vermittelt.  Mikroprozessoren und Power-Handling-Halbleiter sind Beispiele f\u00fcr Elektronik, die einen K\u00fchlk\u00f6rper ben\u00f6tigen, um ihre Temperatur durch erh\u00f6hte W\u00e4rmemasse und W\u00e4rmeableitung (haupts\u00e4chlich durch Leitung und Konvektion und in geringerem Ma\u00dfe durch Strahlung) zu senken.  K\u00fchlk\u00f6rper sind f\u00fcr moderne integrierte Schaltkreise wie Mikroprozessoren, DSPs, GPUs und mehr fast unverzichtbar geworden.Ein K\u00fchlk\u00f6rper besteht normalerweise aus einer Metallstruktur mit einer oder mehreren flachen Oberfl\u00e4chen, um einen guten W\u00e4rmekontakt mit den zu k\u00fchlenden Bauteilen sicherzustellen, und einer Anordnung von kamm- oder rippenartigen Vorspr\u00fcngen, um den Oberfl\u00e4chenkontakt mit der Luft und damit die Geschwindigkeit von zu erh\u00f6hen W\u00e4rmeableitung.Ein K\u00fchlk\u00f6rper wird manchmal in Verbindung mit einem L\u00fcfter verwendet, um den Luftstrom \u00fcber den K\u00fchlk\u00f6rper zu erh\u00f6hen.  Dies h\u00e4lt einen gr\u00f6\u00dferen Temperaturgradienten aufrecht, indem erw\u00e4rmte Luft schneller als durch Konvektion ersetzt wird.  Dies ist als Druckluftsystem bekannt.K\u00fchlplattePlatzieren einer leitenden dicken Metallplatte, die als K\u00fchlplatte bezeichnet wird,[7]  als W\u00e4rme\u00fcbertragungsschnittstelle zwischen einer W\u00e4rmequelle und einem kalt flie\u00dfenden Fluid (oder einem anderen K\u00fchlk\u00f6rper) kann die K\u00fchlleistung verbessert werden.  In einer solchen Anordnung wird die W\u00e4rmequelle unter der dicken Platte gek\u00fchlt, anstatt in direktem Kontakt mit der K\u00fchlfl\u00fcssigkeit gek\u00fchlt zu werden.  Es wird gezeigt, dass die dicke Platte den W\u00e4rme\u00fcbergang zwischen der W\u00e4rmequelle und dem K\u00fchlfluid erheblich verbessern kann, indem der W\u00e4rmestrom optimal geleitet wird.  Die beiden attraktivsten Vorteile dieser Methode sind, dass keine zus\u00e4tzliche Pumpleistung und keine zus\u00e4tzliche W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che vorhanden ist, die sich erheblich von Lamellen (verl\u00e4ngerte Oberfl\u00e4chen) unterscheidet.PrinzipK\u00fchlk\u00f6rper funktionieren, indem sie W\u00e4rmeenergie (“W\u00e4rme”) effizient von einem Objekt mit hoher Temperatur auf ein zweites Objekt mit niedrigerer Temperatur und viel gr\u00f6\u00dferer W\u00e4rmekapazit\u00e4t \u00fcbertragen.  Diese schnelle \u00dcbertragung von W\u00e4rmeenergie bringt das erste Objekt schnell in ein thermisches Gleichgewicht mit dem zweiten, senkt die Temperatur des ersten Objekts und erf\u00fcllt die Rolle des K\u00fchlk\u00f6rpers als K\u00fchlvorrichtung.  Eine effiziente Funktion eines K\u00fchlk\u00f6rpers beruht auf einer schnellen \u00dcbertragung von W\u00e4rmeenergie vom ersten Objekt zum K\u00fchlk\u00f6rper und vom K\u00fchlk\u00f6rper zum zweiten Objekt.Das gebr\u00e4uchlichste Design eines K\u00fchlk\u00f6rpers ist ein Metallger\u00e4t mit vielen Rippen.  Die hohe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Metalls in Kombination mit seiner gro\u00dfen Oberfl\u00e4che f\u00fchrt zu einer schnellen \u00dcbertragung von W\u00e4rmeenergie auf die umgebende, k\u00fchlere Luft.  Dies k\u00fchlt den K\u00fchlk\u00f6rper und alles, womit er in direktem W\u00e4rmekontakt steht.  Die Verwendung von Fl\u00fcssigkeiten (z. B. K\u00fchlmittel in der K\u00e4ltetechnik) und thermischem Grenzfl\u00e4chenmaterial (zum K\u00fchlen elektronischer Ger\u00e4te) gew\u00e4hrleistet eine gute \u00dcbertragung von W\u00e4rmeenergie auf den K\u00fchlk\u00f6rper.  In \u00e4hnlicher Weise kann ein Ventilator die \u00dcbertragung von W\u00e4rmeenergie vom K\u00fchlk\u00f6rper an die Luft verbessern.Konstruktion und MaterialienEin K\u00fchlk\u00f6rper besteht normalerweise aus einer Basis mit einer oder mehreren flachen Oberfl\u00e4chen und einer Anordnung von kamm- oder rippenartigen Vorspr\u00fcngen, um die Oberfl\u00e4che des K\u00fchlk\u00f6rpers, die mit der Luft in Kontakt steht, und damit die W\u00e4rmeableitungsrate zu erh\u00f6hen.  W\u00e4hrend ein K\u00fchlk\u00f6rper ein statisches Objekt ist, unterst\u00fctzt ein L\u00fcfter einen K\u00fchlk\u00f6rper h\u00e4ufig, indem er einen erh\u00f6hten Luftstrom \u00fcber den K\u00fchlk\u00f6rper bereitstellt. Dadurch wird ein gr\u00f6\u00dferer Temperaturgradient aufrechterhalten, indem die erw\u00e4rmte Luft schneller ersetzt wird, als dies durch passive Konvektion allein erreicht wird -Luftsystem.Im Idealfall bestehen K\u00fchlk\u00f6rper aus einem guten W\u00e4rmeleiter wie einer Silber-, Gold-, Kupfer- oder Aluminiumlegierung.  Kupfer und Aluminium geh\u00f6ren zu den am h\u00e4ufigsten verwendeten Materialien f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te.  Kupfer (401 W \/ (m \u00b7 K) bei 300 K) ist deutlich teurer als Aluminium (237 W \/ (m \u00b7 K) bei 300 K), aber auch ungef\u00e4hr doppelt so effizient wie ein W\u00e4rmeleiter.  Aluminium hat den wesentlichen Vorteil, dass es leicht durch Extrusion geformt werden kann, wodurch komplexe Querschnitte m\u00f6glich werden.  Aluminium ist auch viel leichter als Kupfer und belastet empfindliche elektronische Bauteile weniger mechanisch.  Einige K\u00fchlk\u00f6rper aus Aluminium haben als Kompromiss einen Kupferkern.  Halbleiter mit der h\u00f6chsten W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit sind Borarsenid (1300 W \/ (m \u00b7 K))[8]  und Borphosphid (500 W \/ (m \u00b7 K)).[9]  Die Kontaktfl\u00e4che des K\u00fchlk\u00f6rpers (die Basis) muss flach und glatt sein, um den besten W\u00e4rmekontakt mit dem zu k\u00fchlenden Objekt zu gew\u00e4hrleisten.  H\u00e4ufig wird ein w\u00e4rmeleitendes Fett verwendet, um einen optimalen W\u00e4rmekontakt sicherzustellen.  Solche Verbindungen enthalten oft kolloidales Silber.  Ferner halten ein Klemmmechanismus, Schrauben oder ein W\u00e4rmekleber den K\u00fchlk\u00f6rper fest auf dem Bauteil, jedoch speziell ohne Druck, der das Bauteil quetschen w\u00fcrde.PerformanceDie Leistung des K\u00fchlk\u00f6rpers (einschlie\u00dflich freier Konvektion, erzwungener Konvektion, Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung und einer beliebigen Kombination davon) ist eine Funktion des Materials, der Geometrie und des Gesamtw\u00e4rme\u00fcbertragungskoeffizienten der Oberfl\u00e4che.  Im Allgemeinen wird die W\u00e4rmeleistung des K\u00fchlk\u00f6rpers mit erzwungener Konvektion verbessert, indem die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit der K\u00fchlk\u00f6rpermaterialien erh\u00f6ht, die Oberfl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert wird (normalerweise durch Hinzuf\u00fcgen ausgedehnter Oberfl\u00e4chen wie Rippen oder Schaummetall) und der W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizient der Gesamtfl\u00e4che erh\u00f6ht wird (normalerweise) durch Erh\u00f6hen der Fl\u00fcssigkeitsgeschwindigkeit, z. B. Hinzuf\u00fcgen von L\u00fcftern, Pumpen usw.).Online-K\u00fchlk\u00f6rperrechner von Unternehmen wie Novel Concepts, Inc. und unter www.heatsinkcalculator.com[10]  kann die Leistung von K\u00fchlk\u00f6rpern mit erzwungener und nat\u00fcrlicher Konvektion genau absch\u00e4tzen.  F\u00fcr komplexere K\u00fchlk\u00f6rpergeometrien oder K\u00fchlk\u00f6rper mit mehreren Materialien oder mehreren Fl\u00fcssigkeiten wird eine CFD-Analyse (Computation Fluid Dynamics) empfohlen (siehe Grafiken auf dieser Seite).[citation needed]Konvektive Luftk\u00fchlungDieser Begriff beschreibt die Ger\u00e4tek\u00fchlung durch die Konvektionsstr\u00f6me der warmen Luft, die aus den Grenzen des zu k\u00fchlenden zu ersetzenden Bauteils entweichen k\u00f6nnen.  Da normalerweise warme Luft aufsteigt, erfordert diese Methode normalerweise eine Entl\u00fcftung an der Oberseite oder an den Seiten des Geh\u00e4uses, um wirksam zu sein.Zwangsluftk\u00fchlungWenn mehr Luft in ein System gedr\u00fcckt wird als abgepumpt wird (aufgrund eines Ungleichgewichts in der Anzahl der L\u00fcfter), wird dies als “positiver” Luftstrom bezeichnet, da der Druck im Inneren des Ger\u00e4ts h\u00f6her ist als au\u00dferhalb.Ein ausgeglichener oder neutraler Luftstrom ist am effizientesten, obwohl ein leicht positiver Luftstrom bei ordnungsgem\u00e4\u00dfer Filterung zu weniger Staubbildung f\u00fchren kannHeatpipesEin W\u00e4rmerohr ist eine W\u00e4rme\u00fcbertragungsvorrichtung, die die Verdampfung und Kondensation eines zweiphasigen “Arbeitsmediums” oder K\u00fchlmittels verwendet, um gro\u00dfe W\u00e4rmemengen mit einem sehr geringen Temperaturunterschied zwischen der hei\u00dfen und der kalten Grenzfl\u00e4che zu transportieren.  Ein typisches W\u00e4rmerohr besteht aus einem abgedichteten Hohlrohr aus einem w\u00e4rmeleitenden Metall wie Kupfer oder Aluminium und einem Docht, um das Arbeitsfluid vom Verdampfer zum Kondensator zur\u00fcckzuf\u00fchren.  Das Rohr enth\u00e4lt sowohl ges\u00e4ttigte Fl\u00fcssigkeit als auch Dampf eines Arbeitsmediums (wie Wasser, Methanol oder Ammoniak), wobei alle anderen Gase ausgeschlossen sind.  Das gebr\u00e4uchlichste W\u00e4rmerohr f\u00fcr das W\u00e4rmemanagement der Elektronik hat eine Kupferh\u00fclle und einen Docht mit Wasser als Arbeitsmedium.  Kupfer \/ Methanol wird verwendet, wenn das W\u00e4rmerohr unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser betrieben werden muss, und Aluminium \/ Ammoniak-W\u00e4rmerohre werden f\u00fcr die Elektronikk\u00fchlung im Weltraum verwendet.Der Vorteil von Heatpipes ist ihre hohe Effizienz bei der W\u00e4rme\u00fcbertragung.  Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von W\u00e4rmerohren kann im Gegensatz zu Kupfer mit einer W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von etwa 400 W \/ m K bis zu 100.000 W \/ m K betragen.[11]Peltier-K\u00fchlplattenPeltier-K\u00fchlplatten  Nutzen Sie den Peltier-Effekt, um durch Anlegen eines elektrischen Stroms einen W\u00e4rmefluss zwischen der Verbindung zweier verschiedener elektrischer Leiter zu erzeugen.[12]  Dieser Effekt wird \u00fcblicherweise zum K\u00fchlen elektronischer Komponenten und kleiner Instrumente verwendet.  In der Praxis k\u00f6nnen viele solcher \u00dcberg\u00e4nge in Reihe angeordnet sein, um den Effekt auf die erforderliche Heiz- oder K\u00fchlmenge zu erh\u00f6hen.Da keine beweglichen Teile vorhanden sind, ist eine Peltier-Platte wartungsfrei.  Da der Wirkungsgrad relativ niedrig ist, wird die thermoelektrische K\u00fchlung im Allgemeinen f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te wie Infrarotsensoren verwendet, die bei Temperaturen unter Umgebungstemperatur betrieben werden m\u00fcssen.  F\u00fcr die K\u00fchlung dieser Vorrichtungen \u00fcberwiegt die Festk\u00f6rpereigenschaft der Peltier-Platten ihre schlechte Effizienz.  Thermoelektrische Verbindungen sind in der Regel etwa 10% so effizient wie der ideale Carnot-K\u00fchlschrank, verglichen mit 40%, die mit herk\u00f6mmlichen Kompressionssystemen erzielt werden.Synthetische Strahlluftk\u00fchlungEin synthetischer Strahl wird durch einen kontinuierlichen Wirbelstrom erzeugt, der durch abwechselndes kurzes Aussto\u00dfen und Ansaugen von Luft durch eine \u00d6ffnung gebildet wird, so dass der Nettomassenfluss Null ist.  Ein einzigartiges Merkmal dieser D\u00fcsen ist, dass sie vollst\u00e4ndig aus dem Arbeitsfluid des Durchflusssystems gebildet werden, in dem sie eingesetzt werden, und einen Nettodrehimpuls f\u00fcr den Durchfluss eines Systems ohne Nettomasseninjektion in das System erzeugen k\u00f6nnen.Synthetische Jet Air Mover haben keine beweglichen Teile und sind daher wartungsfrei.  Aufgrund der hohen W\u00e4rme\u00fcbergangskoeffizienten, der hohen Zuverl\u00e4ssigkeit und der geringeren Gesamtdurchflussraten werden synthetische Strahlluftbewegungsmaschinen normalerweise auf Chipebene und nicht auf Systemebene zum K\u00fchlen verwendet.  Abh\u00e4ngig von der Gr\u00f6\u00dfe und Komplexit\u00e4t der Systeme k\u00f6nnen sie jedoch zeitweise f\u00fcr beide verwendet werden.[citation needed]Elektrostatische Fl\u00fcssigkeitsbeschleunigungEin elektrostatischer Fl\u00fcssigkeitsbeschleuniger (EFA) ist eine Vorrichtung, die eine Fl\u00fcssigkeit wie Luft ohne bewegliche Teile pumpt.  Anstatt wie bei einem herk\u00f6mmlichen L\u00fcfter rotierende Fl\u00fcgel zu verwenden, verwendet ein EFA ein elektrisches Feld, um elektrisch geladene Luftmolek\u00fcle anzutreiben.  Da Luftmolek\u00fcle normalerweise neutral geladen sind, muss die EFA zuerst einige geladene Molek\u00fcle oder Ionen erzeugen.  Daher gibt es drei grundlegende Schritte im Fl\u00fcssigkeitsbeschleunigungsprozess: Luftmolek\u00fcle ionisieren, diese Ionen verwenden, um viel mehr neutrale Molek\u00fcle in eine gew\u00fcnschte Richtung zu dr\u00fccken, und dann die Ionen wieder einfangen und neutralisieren, um jegliche Nettoladung zu eliminieren.Das Grundprinzip ist seit einiger Zeit bekannt, aber erst in den letzten Jahren gab es Entwicklungen bei der Entwicklung und Herstellung von EFA-Ger\u00e4ten, die es ihnen erm\u00f6glichen k\u00f6nnten, praktische und wirtschaftliche Anwendungen zu finden, beispielsweise bei der Mikrok\u00fchlung von Elektronikkomponenten.K\u00fcrzliche EntwicklungenIn j\u00fcngerer Zeit werden K\u00fchlbecken aus synthetischem Diamant erforscht, um eine bessere K\u00fchlung zu gew\u00e4hrleisten.  Einige K\u00fchlk\u00f6rper bestehen auch aus mehreren Materialien mit w\u00fcnschenswerten Eigenschaften, wie z. B. Phasenwechselmaterialien, die aufgrund ihrer Schmelzw\u00e4rme viel Energie speichern k\u00f6nnen.[citation needed]Thermische Simulation der ElektronikDurch thermische Simulationen k\u00f6nnen Ingenieure die Temperatur und den Luftstrom im Ger\u00e4t visuell darstellen.  Mithilfe von thermischen Simulationen k\u00f6nnen Ingenieure das K\u00fchlsystem entwerfen.  ein Design zu optimieren, um Stromverbrauch, Gewicht und Kosten zu reduzieren;  und um das thermische Design zu \u00fcberpr\u00fcfen, um sicherzustellen, dass beim Bau der Ger\u00e4te keine Probleme auftreten.  Die meisten thermischen Simulationsprogramme verwenden Techniken zur rechnergest\u00fctzten Fluiddynamik, um die Temperatur und den Luftstrom eines elektronischen Systems vorherzusagen.DesignEine thermische Simulation ist h\u00e4ufig erforderlich, um zu bestimmen, wie Komponenten innerhalb von Konstruktionsbeschr\u00e4nkungen effektiv gek\u00fchlt werden k\u00f6nnen.  Die Simulation erm\u00f6glicht den Entwurf und die \u00dcberpr\u00fcfung des thermischen Entwurfs der Ausr\u00fcstung in einem sehr fr\u00fchen Stadium und w\u00e4hrend des gesamten Entwurfs der elektronischen und mechanischen Teile.  Das Entwerfen unter Ber\u00fccksichtigung der thermischen Eigenschaften von Anfang an verringert das Risiko von Konstruktions\u00e4nderungen in letzter Minute, um thermische Probleme zu beheben.Die Verwendung der thermischen Simulation als Teil des Designprozesses erm\u00f6glicht die Erstellung eines optimalen und innovativen Produktdesigns, das den Spezifikationen entspricht und die Zuverl\u00e4ssigkeitsanforderungen der Kunden erf\u00fcllt.[13]OptimierenEs ist einfach, ein K\u00fchlsystem f\u00fcr fast alle Ger\u00e4te zu entwerfen, wenn Platz, Leistung und Budget unbegrenzt sind.  Die meisten Ger\u00e4te haben jedoch eine starre Spezifikation, die eine begrenzte Fehlerquote l\u00e4sst.  Es besteht ein st\u00e4ndiger Druck, den Strombedarf, das Systemgewicht und die Kostenteile zu reduzieren, ohne die Leistung oder Zuverl\u00e4ssigkeit zu beeintr\u00e4chtigen.  Die thermische Simulation erm\u00f6glicht das Experimentieren mit Optimierungen, z. B. das \u00c4ndern der K\u00fchlk\u00f6rpergeometrie oder das Reduzieren der L\u00fcfterdrehzahl in einer virtuellen Umgebung, die schneller, billiger und sicherer ist als physikalische Experimente und Messungen.\u00dcberpr\u00fcfenTraditionell wird das thermische Design der Ger\u00e4te zum ersten Mal \u00fcberpr\u00fcft, nachdem ein Prototyp gebaut wurde.  Das Ger\u00e4t wird m\u00f6glicherweise in einer Umgebungskammer eingeschaltet, und die Temperaturen der kritischen Teile des Systems werden mithilfe von Sensoren wie Thermoelementen gemessen.  Wenn Probleme entdeckt werden, verz\u00f6gert sich das Projekt, w\u00e4hrend nach einer L\u00f6sung gesucht wird.  M\u00f6glicherweise ist eine \u00c4nderung des Designs einer Leiterplatte oder eines Geh\u00e4useteils erforderlich, um das Problem zu beheben. Dies ist zeitaufw\u00e4ndig und kostet viel Geld.  Wenn die thermische Simulation als Teil des Entwurfsprozesses der Ausr\u00fcstung verwendet wird, wird das Problem des thermischen Entwurfs identifiziert, bevor ein Prototyp gebaut wird.  Das Beheben eines Problems in der Entwurfsphase ist sowohl schneller als auch billiger als das \u00c4ndern des Entwurfs nach der Erstellung eines Prototyps.SoftwareEs gibt eine breite Palette von Softwaretools, die f\u00fcr die thermische Simulation von Elektronik entwickelt wurden, darunter 6SigmaET, Ansys ‘IcePak und Mentor Graphics’ FloTHERM.TelekommunikationsumgebungenEs m\u00fcssen W\u00e4rmemanagementma\u00dfnahmen getroffen werden, um Ger\u00e4te mit hoher W\u00e4rmefreisetzung in Telekommunikationsr\u00e4umen unterzubringen.  Generische Zusatz- \/ Punktk\u00fchlungstechniken sowie schl\u00fcsselfertige K\u00fchll\u00f6sungen, die von Ger\u00e4teherstellern entwickelt wurden, sind praktikable L\u00f6sungen.  Solche L\u00f6sungen k\u00f6nnten es erm\u00f6glichen, Ger\u00e4te mit sehr hoher W\u00e4rmefreisetzung in einem Zentralb\u00fcro unterzubringen, dessen W\u00e4rmedichte bei oder nahe der vom zentralen Luftbehandlungsger\u00e4t verf\u00fcgbaren K\u00fchlleistung liegt.Laut Telcordia GR-3028, W\u00e4rmemanagement in Telekommunikationszentralen, Die gebr\u00e4uchlichste Art, moderne Telekommunikationsger\u00e4te intern zu k\u00fchlen, ist die Verwendung mehrerer Hochgeschwindigkeitsventilatoren, um eine erzwungene Konvektionsk\u00fchlung zu erzeugen.  Obwohl in Zukunft m\u00f6glicherweise eine direkte und indirekte Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung eingef\u00fchrt wird, ist das derzeitige Design neuer elektronischer Ger\u00e4te darauf ausgerichtet, Luft als K\u00fchlmedium zu erhalten.[14]Ein gut entwickelter “ganzheitlicher” Ansatz ist erforderlich, um aktuelle und zuk\u00fcnftige W\u00e4rmemanagementprobleme zu verstehen.  Die Raumk\u00fchlung einerseits und die Ger\u00e4tek\u00fchlung andererseits k\u00f6nnen nicht als zwei isolierte Teile der gesamten thermischen Herausforderung angesehen werden.  Der Hauptzweck des Luftverteilungssystems einer Ger\u00e4teeinrichtung besteht darin, konditionierte Luft so zu verteilen, dass die elektronischen Ger\u00e4te effektiv gek\u00fchlt werden.  Die Gesamtk\u00fchlleistung h\u00e4ngt davon ab, wie das Luftverteilungssystem Luft durch den Ger\u00e4teraum bewegt, wie das Ger\u00e4t Luft durch die Ger\u00e4terahmen bewegt und wie diese Luftstr\u00f6me miteinander interagieren.  Hohe W\u00e4rmeableitungsraten h\u00e4ngen stark von einer nahtlosen Integration von Ger\u00e4tek\u00fchlung und Raumk\u00fchlung ab.Die vorhandenen Umweltl\u00f6sungen in Telekommunikationsanlagen weisen inh\u00e4rente Einschr\u00e4nkungen auf.  Beispielsweise verf\u00fcgen die meisten ausgereiften Zentralb\u00fcros nur \u00fcber begrenzten Platz f\u00fcr gro\u00dfe Luftkanalinstallationen, die zur K\u00fchlung von Ger\u00e4ter\u00e4umen mit hoher W\u00e4rmedichte erforderlich sind.  Dar\u00fcber hinaus entwickeln sich steile Temperaturgradienten schnell, falls ein K\u00fchlungsausfall auftritt.  Dies wurde durch Computermodellierung und direkte Messungen und Beobachtungen gut dokumentiert.  Obwohl m\u00f6glicherweise Umweltsicherungssysteme vorhanden sind, gibt es Situationen, in denen sie nicht helfen.  In einem k\u00fcrzlich durchgef\u00fchrten Fall wurden Telekommunikationsger\u00e4te in einer gro\u00dfen Zentrale \u00fcberhitzt, und kritische Dienste wurden durch eine vollst\u00e4ndige K\u00fchlabschaltung unterbrochen, die durch einen falschen Rauchmelder ausgel\u00f6st wurde.Ein Haupthindernis f\u00fcr ein effektives W\u00e4rmemanagement ist die Art und Weise, wie derzeit Daten zur W\u00e4rmeabgabe gemeldet werden.  Lieferanten geben im Allgemeinen die maximale (Typenschild-) W\u00e4rmeabgabe von den Ger\u00e4ten an.  In der Realit\u00e4t f\u00fchren die Ger\u00e4tekonfiguration und die Verkehrsvielfalt zu deutlich geringeren W\u00e4rmefreisetzungszahlen.Ger\u00e4tek\u00fchlklassenWie angegeben in GR-3028In den meisten Ger\u00e4teumgebungen werden k\u00fchle vordere G\u00e4nge (Wartungsg\u00e4nge) und hei\u00dfe hintere G\u00e4nge (Verkabelungsg\u00e4nge) gewartet, wobei den vorderen G\u00e4ngen k\u00fchle Zuluft zugef\u00fchrt und den hinteren G\u00e4ngen hei\u00dfe Luft entzogen wird.  Dieses Schema bietet mehrere Vorteile, einschlie\u00dflich einer effektiven Ger\u00e4tek\u00fchlung und eines hohen thermischen Wirkungsgrads.In der traditionellen Raumk\u00fchlungsklasse, die von den meisten Dienstleistern verwendet wird, w\u00fcrde die Ger\u00e4tek\u00fchlung von Lufteinlass- und -auslassstellen profitieren, die dazu beitragen, Luft vom Vordergang zum Hintergang zu bef\u00f6rdern.  Das traditionelle Muster von vorne nach unten nach oben nach hinten wurde jedoch bei einigen Ger\u00e4ten durch andere Luftstr\u00f6mungsmuster ersetzt, die m\u00f6glicherweise keine ausreichende K\u00fchlung der Ger\u00e4te in Bereichen mit hoher W\u00e4rmedichte gew\u00e4hrleisten.Eine Klassifizierung von Ger\u00e4ten (Regale und Schr\u00e4nke) in Ger\u00e4tek\u00fchlungsklassen (EC) dient der Klassifizierung der Ger\u00e4te in Bezug auf die K\u00fchllufteinlass- und Hei\u00dfluftauslassstellen, dh die Ger\u00e4teluftstr\u00f6mungsschemata oder -protokolle.Die Syntax der EC-Klasse bietet eine flexible und wichtige \u201egemeinsame Sprache\u201c.  Es wird zur Entwicklung von W\u00e4rmefreisetzungszielen (Heat-Release Targets, HRTs) verwendet, die f\u00fcr die Netzwerkzuverl\u00e4ssigkeit, die Ger\u00e4te- und Raumplanung sowie die Planung der Infrastrukturkapazit\u00e4t wichtig sind.  HRTs ber\u00fccksichtigen physikalische Einschr\u00e4nkungen der Umwelt und Umweltgrundlagenkriterien, einschlie\u00dflich der Zuluftstromkapazit\u00e4t, der Luftdiffusion in den Ger\u00e4teraum und der Wechselwirkungen zwischen Luftverteilung und Ausr\u00fcstung.  Die EG-Klassifizierung wird nicht nur zur Entwicklung der HRTs verwendet, sondern kann auch verwendet werden, um die Konformit\u00e4t auf Produktbl\u00e4ttern nachzuweisen, interne Designspezifikationen bereitzustellen oder Anforderungen in Bestellungen festzulegen.Die Klassifizierung Raumk\u00fchlung (RC-Klasse) bezieht sich auf die Art und Weise, wie der gesamte Ger\u00e4teraum klimatisiert (gek\u00fchlt) wird.  Der Hauptzweck von RC-Klassen besteht darin, eine logische Klassifizierung und Beschreibung von \u00e4lteren und nicht alten Raumk\u00fchlungsschemata oder -protokollen in der Zentralb\u00fcroumgebung bereitzustellen.  Die RC-Klassifizierung wird nicht nur f\u00fcr die Entwicklung von HRTs verwendet, sondern kann auch in internen Designspezifikationen f\u00fcr Zentralstellen oder in Bestellungen verwendet werden.Erg\u00e4nzungsk\u00fchlklassen (SC-Klasse) bieten eine Klassifizierung der Zusatzk\u00fchltechniken.  Dienstleister verwenden erg\u00e4nzende \/ Spot-Cooling-L\u00f6sungen, um die K\u00fchlkapazit\u00e4t (z. B. zur Behandlung von \u201eHot Spots\u201c) zu erg\u00e4nzen, die durch das allgemeine Raumk\u00fchlungsprotokoll gem\u00e4\u00df RC-Klasse bereitgestellt wird.Wirtschaftliche AuswirkungDer Energieverbrauch von Telekommunikationsger\u00e4ten macht derzeit einen hohen Prozentsatz des gesamten Energieverbrauchs in Zentralb\u00fcros aus.  Der gr\u00f6\u00dfte Teil dieser Energie wird anschlie\u00dfend als W\u00e4rme an den umgebenden Ger\u00e4teraum abgegeben.  Da der gr\u00f6\u00dfte Teil des verbleibenden Energieverbrauchs in der Zentrale f\u00fcr die K\u00fchlung des Ger\u00e4teraums verwendet wird, w\u00e4ren die wirtschaftlichen Auswirkungen einer energieeffizienten elektronischen Ausr\u00fcstung f\u00fcr Unternehmen, die Telekommunikationsger\u00e4te verwenden und betreiben, erheblich.  Dies w\u00fcrde die Kapitalkosten f\u00fcr Unterst\u00fctzungssysteme senken und die thermischen Bedingungen im Ger\u00e4teraum verbessern.Siehe auchVerweise^ Cengel, Yunus;  Ghajar, Afshin (2015). W\u00e4rme- und Stoffaustausch: Grundlagen und Anwendungen (PDF). http:\/\/highered.mheducation.com\/sites\/dl\/free\/0073398187\/835451\/Chapter15.pdf: McGraw Hill.  S. Kapitel 15. ISBN 978-0073398181.CS1-Wartung: Standort (Link)^ “OSHA Technical Manual (OTM) – Abschnitt III: Kapitel 4 – Hitzestress – Arbeitsschutzverwaltung”. www.osha.gov.^ “Die Auswirkung der Zwangsluftk\u00fchlung auf die W\u00e4rmewerte von K\u00fchlk\u00f6rpern” (PDF).^ 4 MATERIALFRAGEN – Materialien f\u00fcr elektronische Verpackungen und Verbindungen mit hoher Dichte – The National Academies Press.  1990. doi:10.17226 \/ 1624.  hdl:2060\/19900017733.  ISBN 978-0-309-04233-8.^ “Reedschalter – Elektronik in Meccano”. www.eleinmec.com.^ “Batteriethermiemanagement”. www.mpoweruk.com.^ “\u00dcberblick \u00fcber K\u00fchlmethoden f\u00fcr AC-DC- und DC-DC-Netzteile”. Aegis Power Systems, Inc..  12. Januar 2016.  Abgerufen 19. Januar 2016.^ Kang, Joon Sang;  Li, Mann;  Wu, Huan;  Nguyen, Huuduy;  Hu, Yongjie (2018). “Experimentelle Beobachtung der hohen W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit in Borarsenid”. Wissenschaft. 361 (6402): 575\u2013578.  doi:10.1126 \/ science.aat5522.  PMID 29976798.^ Kang, J.;  Wu, H.;  Hu, Y. (2017).  “Thermische Eigenschaften und Phononenspektralcharakterisierung von synthetischem Borphosphid f\u00fcr Anwendungen mit hoher W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit”. Nano-Briefe. 17 (12): 7507\u20137514.  doi:10.1021 \/ acs.nanolett.7b03437.  PMID 29115845.^ “K\u00fchlk\u00f6rperrechner: Online-K\u00fchlk\u00f6rperanalyse und -design”. heatsinkcalculator.com.^ “Spot Cooling Heat Pipes – Verwendung von Heat Pipes, HiK \u2122 -Platten, Dampfkammern und Leitungsk\u00fchlung”. www.1-act.com.^ “Thermoelektrische technische Referenz – Einf\u00fchrung in die thermoelektrische K\u00fchlung”.  Ferrotec.  Abgerufen 30. April 2014.^ “Archivierte Kopie”.  Archiviert von das Original am 04.03.2016.  Abgerufen 2015-08-27.CS1-Wartung: Archivierte Kopie als Titel (Link)^ GR-3028-CORE, W\u00e4rmemanagement in Telekommunikationszentralen: Thermal GR-3028,  Telcordia.Weiterf\u00fchrende LiteraturOgrenci-Memik, Seda (2015). W\u00e4rmemanagement in integrierten Schaltkreisen: \u00dcberwachung und K\u00fchlung auf Chip- und Systemebene.  London, Gro\u00dfbritannien: Die Institution of Engineering and Technology.  ISBN 9781849199353.  OCLC 934678500.Externe Links     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki13\/2020\/12\/22\/warmemanagement-elektronik-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"W\u00e4rmemanagement (Elektronik) – Wikipedia"}}]}]