Dissipador de calor com tubo de harmônica extrudado de alumínio: uma solução de gerenciamento térmico leve e eficiente

O que é um dissipador de calor de tubo de gaita?

Um dissipador de calor de tubo de gaita é um tubo de alumínio plano e retangular feito porextrusão. Se você observar sua seção-transversal, ela se parece muito com uma gaita - paredes finas na parte superior e inferior, com vários suportes verticais entre elas. É daí que vem o nome. Você também pode ouvi-lo chamado de tubo plano poroso ou tubo plano de alumínio multi{5}}canal.

O tubo é plano por fora e possui vários canais paralelos que passam por ele. O ar ou outros fluidos de troca de calor podem passar por esses canais. Comparado aos tubos redondos normais ou aos dissipadores de calor de metal sólido, o tubo da gaita oferece mais área de superfície em relação ao seu volume, o que significa melhor transferência de calor. O alumínio já conduz bem o calor, e o design-multicanal torna esse dispositivo leve e eficaz no resfriamento.

Como é feito:Extrusão de alumínio

O principal método de fabricação de dissipadores de calor com tubo de gaita éextrusão de alumínio. Esse processo existe há décadas e é comprovado como confiável e econômico-, especialmente quando você precisa fazer muitos deles.

Veja como funciona em termos simples: primeiro, aqueça um tarugo de alumínio a cerca de 427–496 graus (800–925 graus F) até que esteja macio, mas não derretido. Em seguida, empurre o alumínio quente através de uma matriz de formato especial usando muita pressão. A matriz molda-o no perfil plano e com vários{6}}furos que você precisa. Uma passagem fornece o formato completo do tubo. Depois disso, basta cortar no comprimento que desejar. Todo o processo é executado continuamente, desperdiça muito pouco material e as matrizes duram muito tempo. Assim, o custo por peça permanece baixo, especialmente em volumes mais elevados.

Por que alumínio?

A maioria dos dissipadores de calor de tubo de gaita são feitos deliga de alumínio, e há boas razões para isso. O alumínio atinge um ponto ideal entre transferência de calor, peso e preço.

*Boa condução de calor– O alumínio puro conduz calor a cerca de 237 W/(m·K). A liga 3003 comum, dependendo de como é tratada, funciona entre 155 e 190 W/(m·K). Isso é suficiente para a maioria dos trabalhos de refrigeração.

* Luz– O alumínio tem densidade de cerca de 2,7 g/cm³, que é cerca de 65% mais leve que o aço. Um tubo de gaita de alumínio acaba sendo cerca de 30% mais leve do que uma peça semelhante feita de metais tradicionais. Isso é importante para baterias e dispositivos portáteis onde cada grama é importante.

* Naturalmente resistente à corrosão– O alumínio forma por si só uma camada resistente de óxido em sua superfície. Essa camada o protege da umidade e de ambientes industriais em geral, de modo que muitas vezes você não precisa de revestimentos extras.

* O custo permanece razoável– O alumínio não é caro e a extrusão é um processo-bem compreendido. Quando você fabrica milhares ou milhões de peças, o custo-por unidade fica muito baixo.

Principais vantagens

Juntando tudo, aqui está o que você obtém com um dissipador de calor com tubo de gaita extrudado de alumínio:

* Resfriamento eficiente– Os múltiplos canais criam uma grande área de superfície para troca de calor. O ar ou o fluido se movem através desses pequenos canais em paralelo, o que funciona muito melhor do que um único tubo grande ou um pedaço sólido de metal. O formato plano também permite pressioná-lo diretamente contra uma bateria ou componente eletrônico, para que o calor não precise viajar muito.

* Leve– Alumínio-de baixa densidade e paredes finas significam que tudo é muito leve. Se o peso for uma restrição rígida em seu projeto, este é um forte candidato.

*Boa resistência à corrosão– Esse filme de óxido natural dá conta do recado. Não há necessidade de revestimento extra na maioria dos casos.

Forte o suficiente– Por ser uma peça de metal extrudada em forma, não há juntas soldadas que possam falhar. Ele pode suportar cargas mecânicas e pressões internas razoáveis.

* Custo-econômico em escala– A extrusão é barata quando você executa grandes volumes. O material é usado com eficiência, as matrizes duram muito tempo e o custo-por peça cai rapidamente à medida que a quantidade aumenta.

* Fácil de personalizar– Você pode alterar o comprimento, largura, altura, espessura da parede, número de canais e até mesmo o grau da liga para atender à sua aplicação específica.

Onde é usado

Com base na produção-real e no uso em campo, essas duas aplicações são as mais sólidas e comprovadas para dissipadores de calor de tubo de gaita.

1. Resfriamento da bateria EV

Este é o caso de uso de maior e mais rápido-crescimento atualmente. Em carros elétricos e híbridos, a bateria aquece durante o carregamento e descarregamento. Se esse calor não for removido, a vida útil da bateria será prejudicada e você poderá ter problemas de segurança.

O tubo da gaita geralmente fica ao lado ou sob o módulo da bateria. O meio de troca de calor dentro de - pode ser ar ou líquido refrigerante, dependendo do sistema - transporta o calor para longe da bateria. O tubo é fino e plano, por isso se ajusta perfeitamente à superfície da bateria sem ocupar muito espaço ou adicionar muito peso ao carro. Os múltiplos canais também distribuem o resfriamento uniformemente, o que ajuda a manter todas as células individuais aproximadamente na mesma temperatura.

2. Resfriamento do Sistema de Armazenamento de Energia (ESS)

A energia solar, eólica e outras fontes de energia renováveis ​​estão impulsionando a demanda por grandes sistemas de armazenamento de baterias. Essas baterias também geram calor quando são carregadas e descarregadas por longos períodos.

Os dissipadores de calor de tubo harmônico estão aparecendo nos sistemas de gerenciamento térmico ESS porque são leves, eficientes e podem ser fabricados em comprimentos personalizados. Eles fornecem resfriamento confiável sem ocupar espaço interno, o que ajuda a manter todo o sistema de armazenamento seguro e estável.

Opções de personalização

Um grande ponto de venda dos dissipadores de calor com tubo de gaita é o quanto você pode ajustá-los. A maioria dos fabricantes (incluindo nós da Awind) pode ajustar o seguinte com base nas suas necessidades:

* Comprimento– Normalmente de algumas centenas de milímetros a mais de dois metros. Você nos diz o tamanho da sua bateria ou dispositivo, nós cortamos para combinar.

* Largura e altura– A largura e a espessura do tubo plano podem variar para se adequar a diferentes espaços de instalação e requisitos de refrigeração.

* Espessura da parede– O mínimo é cerca de 0,35 mm, o intervalo típico é 0,4–3 mm. Paredes mais finas economizam peso e transferem calor mais rapidamente; paredes mais grossas proporcionam mais resistência.

* Número de canais– Geralmente de 5 a 25 canais. Mais canais significam mais área de superfície e melhor transferência de calor.

* Material de liga– O alumínio 3003 é comum, mas podemos usar outros tipos se precisar de melhor resistência à corrosão ou maior resistência.

Conclusão

O dissipador de calor com tubo de harmônica extrudado de alumínio ganhou seu lugar como uma-solução ideal para resfriamento de baterias de veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Resfria bem, não pesa muito, resiste à corrosão e o processo de extrusão mantém os custos baixos - especialmente quando você precisa de muitos deles.

Se você procura uma solução de resfriamento leve, confiável e personalizável, definitivamente vale a pena dar uma olhada no dissipador de calor com tubo de gaita.

Na Awind, ajudamos alguns clientes com dissipadores de calor de tubo de gaita personalizados - desde o ajuste da contagem e dimensões dos canais até a escolha da liga certa. Se você precisa de algo padrão ou totalmente adaptado ao seu projeto, nós podemos ajudar. Basta entrar em contato e nos contar no que você está trabalhando.

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