Dies ist ein so umfangreiches Thema, dass es wirklich nicht eines ist, das man mit einem einfachen beantworten kann. Es ist besser als die andere Antwort.
Allein stehend erzeugt die Gebläseseite eines Gebläses einen konzentrierten, sich schneller bewegenden und turbulenteren "Luftstrom" im Vergleich zur Ansaugseite, auf der die Luft aus allen Richtungen fast gleichmäßig angesaugt wird. Sie können dies mit so ziemlich jedem Fan leicht genug testen. Legen Sie Ihre Hand vor die Schlagseite und Sie spüren den Luftstrom und den Kühleffekt. Legen Sie Ihre Hand zurück und der Effekt ist viel schwerer zu erkennen.
Die Turbulenzen verbessern auch die Effizienz der Wärmeübertragung erheblich. Turbulenzen sind in der Tat dein Freund.
Allein unter diesen Gesichtspunkten erscheint die Schlagseite als die bessere Kühlseite.
Es geht jedoch nicht nur um den Lüfter.
Die Geometrie des gewählten Kühlkörpers wirkt sich auch stark auf die Leistung des Lüfters aus. Ein Rotationslüfter, der auf einen typischen linearen Kühlkörper mit Rippen geschlagen wird, ist in der Tat ziemlich ineffizient. Tatsächlich wird der Bereich direkt unter der Mitte des Lüfters praktisch überhaupt keine Luftbewegung erhalten. Dies ist natürlich unglücklich, da sich dort normalerweise das befindet, was Sie zu kühlen versuchen.
Außerdem ist der Luftstrom im Allgemeinen schlecht verteilt, es sei denn, die Rippen sind ziemlich tief. Zu flach, und der resultierende Gegendruck kann den Lüfter tatsächlich "zum Stillstand bringen". Unter diesen Umständen kann die Installation des Lüfters in der "Saug" -Richtung die Situation tatsächlich verbessern, da die Luft linearer in die Seiten des Kühlkörpers eindringt, um den durch den Lüfter erzeugten leeren Luftdruck zu füllen.
Möglicherweise ist der oben gezeigte Kühlkörper mit längeren Rippen und dem an einem Ende montierten Lüfter effizienter.
Bessere Konstruktionen verwenden radiale Kühlkörper wie den folgenden. Wie Sie sehen können, ist der Stil hier radial symmetrisch zum Luftstrom am gesamten Umfang des Lüfters und liefert folglich einen gleichmäßigeren Wärmeübergang um den zentralen Kern.
Trotz dieses Stils ist der Kern selbst immer noch schlecht belüftet. Als solches wird es normalerweise als fester Kern mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, der als Wärmerohr wirkt. Sogar dann, wenn man sich das Bild unten ansieht, ist der Bereich um den Kern in dem quadratischen Abschnitt, der den Chip berührt, tatsächlich ein Luftzwischenraum, der ziemlich ineffizient ist. Ein besseres Design würde diesen Bereich mit Metall in einer abgerundeten konischen Struktur füllen. Das wäre aber natürlich unmöglich zu extrudieren.
Ob tatsächlich Materialien und Oberflächenvorbereitungen auch beim Kühlkörperdesign einen großen Unterschied machen. Gut wärmeleitende Materialien sind natürlich am besten, aber die Oberfläche sollte auch glatt genug sein, damit sich keine Luftblasen bilden oder Staubpartikel anfassen können, aber auch nicht so glatt, dass Luft zu leicht darüber strömt.
Man könnte natürlich Jahre damit verbringen, diese kleine Formel perfekt zu machen, aber im Allgemeinen möchten Sie keinen hochglanzpolierten Chromkühlkörper. Sandgestrahltes Aluminium oder goldbeschichtetes sandgestrahltes Kupfer, wenn Sie es sich leisten können, funktionieren viel besser.
Ein weiteres ernstes Problem ist die Kontamination.
Staub und Schmutz dringen in Ihren Lüfter und den Kühlkörper ein. Mit der Zeit baut sich dies auf und verschlechtert die Leistung des Geräts erheblich. Es ist daher ratsam, die Anordnung von Lüfter und Kühlkörper so selbstreinigend wie möglich zu gestalten.
Hier gewinnt in der Regel ein Gebläse. Bei kontrolliertem Luftstrom und wenn die einströmende Luft sauber gehalten werden kann, neigt sie dazu, Staub aus dem Kühlkörper herauszublasen. Das bringt mich zum nächsten Punkt.
Beschaffung und Entfernung von Luft
Sie können Tausende von Dollar für die Entwicklung der perfekten Anordnung von Lüfter und Kühlkörper ausgeben, und alles ist umsonst, wenn Sie sich nicht mit dem Rest der Luft in Ihrem Kühlsystem auseinandersetzen, insbesondere in einem engen Gehäuse.
Die Wärme muss nicht nur von Ihrem Gerät an die Luft abgeführt werden, sondern die heiße Luft muss auch aus der Umgebung abgeführt werden. Andernfalls wird nur die heiße Luft umgewälzt, und auf dem Gerät, das Sie schützen möchten, tritt weiterhin ein thermischer Fehler auf.
Daher muss Ihr Schrank entlüftet werden, und Sie sollten auch Gehäuselüfter einbauen, um kühle Luft von außerhalb des Gehäuses anzusaugen. Diese Lüfter sollten immer herausnehmbare Netz- und / oder Schaumfilter enthalten, um die Menge des Umgebungsstaubs, der in das Gerät gesaugt wird, zu kontrollieren. Abluftklappen mit offenem Grill sind zulässig. Für einen optimalen Betrieb sollte jedoch ein Überdruck im Gehäuse aufrechterhalten werden, damit der Luftstrom nach außen gerichtet bleibt, um das Eindringen von Verunreinigungen erneut zu begrenzen.
Sonderfälle
Überall dort, wo das Gerät in extremen Umgebungen installiert werden soll, müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden. Umgebungen mit hohem Staubgehalt wie Fußbodenmühlen usw. oder Umgebungen mit hohen Umgebungstemperaturen erfordern entweder Abluft direkt zum Chassis oder eine versiegelte Einheit und ein zweistufiges, möglicherweise flüssiges Kühlsystem.
Kritische Fälle
Wenn Ihr System etwas Kritisches regelt, ist es ratsam, die Temperaturmessung und möglicherweise die aktive Lüftersteuerung als Teil Ihres Kühlkörpersystems einzubeziehen. Solche Systeme sollten die Eigenschaft enthalten, in einen sicheren Zustand zu gelangen und den Benutzer zu warnen, die Filter zu reinigen oder die Umgebungswärme um das System herum auf andere Weise zu verringern, wenn dies erforderlich ist, um kritische Ausfälle zu verhindern.
Noch ein Punkt
Sie können ein halbes Jahr Entwicklungskosten aufwenden, um das beste Kühlkörperdesign der Welt mit teuren Lüftern und einem perfekten Luftverteilungssystem zu erhalten. Alle Geräte sind gesperrt und brennen aus, wenn keine Wärmeleitpaste im Wert von 2 Cent vorhanden ist.
Die Wärme des Geräts, das Sie schützen möchten, in den Kühlkörper zu leiten, kann häufig die schwächste Stelle im System sein. Komponenten, die mit einem geeigneten Wärmebindungsmaterial nicht ordnungsgemäß am Kühlkörper montiert wurden, töten mehr Einheiten als der Rest der Probleme zusammen.
Ihr Herstellungsprozess und Ihre Herstellungsverfahren sollten so entwickelt werden, dass diese Aspekte an erster Stelle stehen.
Wenn Sie beispielsweise drei oder vier TO220-Transistoren verwenden, die auf einem einzelnen Kühlkörper montiert sind, ist es ratsam, diese mechanisch auf diesem Kühlkörper und gegebenenfalls auf der Platine zu montieren, BEVOR Sie durchlaufen der Lötprozess. Dies stellt sicher, dass die thermische Verbindung Vorrang hat.
Zwischen Gerät und Kühlkörper sollten immer wärmeleitende Pasten, Cremes, Gele und / oder elektrisch isolierte Wärmeleitpads enthalten sein, um Luftspalte zu füllen, die durch Unebenheiten oder Unebenheiten auf dem Gerät oder der Kühlkörperoberfläche verursacht werden.
Und halte es sauber. Eine Kontamination der Größe oder eines Salzkorns oder sogar ein streunendes Haar kann zu einem thermischen Versagen führen.
