계산기 강제 대류를 사용하는 열 교환기의 요소인 핀 라디에이터 계산. 반도체 장치용 방열판 장치 케이스의 냉각 계산

강제 대류를 사용하는 열 교환기의 요소인 핀 라디에이터 계산. 반도체 장치용 방열판 장치 케이스의 냉각 계산

반도체 장치가 작동하는 동안 결정에서 전력이 방출되어 결정이 가열됩니다. 주변 공간에서 소산되는 것보다 더 많은 열이 방출되면 결정의 온도가 증가하여 최대 허용치를 초과할 수 있습니다. 이 경우 해당 구조는 되돌릴 수 없게 파괴됩니다.

따라서 운영 신뢰성 반도체 장치크게 결정된다 냉각 효율. 가장 효과적인 것은 냉각된 표면을 세척하는 기체 또는 액체 냉각수의 흐름에 의해 열이 운반되는 대류 냉각 메커니즘입니다.

냉각 표면이 클수록 냉각 효율이 높아지므로 냉각 표면이 발달된 금속 라디에이터에는 강력한 반도체 장치를 설치해야 합니다. 주변 공기는 일반적으로 냉각수로 사용됩니다.

냉각수를 이동시키는 방법에 따라 구별됩니다.:

  • 자연 환기;
  • 강제 환기.

언제 자연 환기가열된 라디에이터 근처에서 발생하는 통풍으로 인해 냉각수가 이동합니다. 강제 환기의 경우 팬을 사용하여 냉각수를 이동시킵니다. 두 번째 경우에는 더 높은 유속을 얻을 수 있으므로 더 나은 냉각 조건을 얻을 수 있습니다.

열 냉각 모델(그림 18.26)을 사용하면 열 계산이 크게 단순화될 수 있습니다. 여기서 결정 온도 T J와 주변 온도 T A의 차이로 인해 열 저항 R JC( 칩 - 케이스), R CS(본체 - 라디에이터) 및 R SA(라디에이터 - 환경)입니다.

그림 18.26. 열 냉각 모델

열 저항의 단위는 °C/W입니다. 총 최대치 내열성 결정 환경 섹션의 R JA는 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

여기서 R PP는 반도체 장치의 결정 W에서 소비되는 전력입니다.

열 저항 R JC 및 R CS는 반도체 장치의 참조 데이터에 표시되어 있습니다. 예를 들어, 참조 데이터에 따르면 IRFP250N 트랜지스터의 경우 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항은 R JC + R CS = 0.7 + 0.24 = 0.94 °C/W와 같습니다.

이는 칩에서 10W의 전력이 방출되면 온도가 라디에이터 온도보다 9.4°C 높아진다는 것을 의미합니다.

방열판 열저항다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

그림에서. 18.27은 단면 둘레 사이의 그래픽 관계를 보여줍니다. 알루미늄 라디에이터공기 흐름에 의한 자연 냉각(빨간색 선) 및 강제(파란색 선) 냉각에 대한 열 저항입니다.

기본적으로 다음과 같이 가정됩니다.:

냉각 조건이 기본 조건과 다른 경우 그림 3의 그래프를 사용하여 필요한 수정을 수행할 수 있습니다. 18.28 - 그림. 18.30.

쌀. 18.27. 알루미늄 라디에이터의 단면적과 열저항의 관계

쌀. 18.28. 라디에이터 온도 차이에 대한 보정 계수 환경

쌀. 18.29. 속도 보정 계수 공기 흐름

쌀. 18.30. 라디에이터 길이에 대한 보정 계수

예를 들어 IRFP250N 유형의 트랜지스터 20개로 구성된 ERST 트랜지스터에 냉각을 제공하는 라디에이터를 계산해 보겠습니다. 라디에이터는 하나의 트랜지스터에 대해 계산할 수 있으며 결과 크기는 20배 증가할 수 있습니다.

주요 트랜지스터에서 소비되는 총 전력은 528W이므로 각 IRFP250N 트랜지스터에서 소비되는 전력은 528/20 = 26.4W입니다. 라디에이터는 최대 주변 온도 +40°C에서 +110°C 이하의 최대 트랜지스터 수정 온도를 보장해야 합니다.

우리는 찾을 것이다 내열성 IRFP250N 트랜지스터 1개에 대한 R JA:

이제 찾아보자 방열판 열 저항:

크리스탈의 최대 온도와 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항을 알고 라디에이터의 최대 온도를 결정합니다.

그래프(그림 18.28)를 사용하여 라디에이터와 환경 사이의 온도 차이에 대한 보정 계수 Kt를 결정합니다.

라디에이터를 냉각시키는 데 사용됩니다. 유형 1.25EV-2.8-6-3270U4, 용량 280m3/h. 유량을 계산하려면 용량을 팬에 의해 불어지는 공기 덕트의 단면적으로 나누어야 합니다.

덕트에 단면적이 있는 경우:

그러면 공기 흐름 속도는 다음과 같습니다.

그래프 (그림 18.29)를 사용하여 실제 공기 흐름 속도에 대한 보정 계수 Kv를 결정합니다.

우리가 마음대로 사용할 수 있다고 가정해보자 많은 수의단면 둘레가 1050mm이고 길이가 80mm인 기성 라디에이터. 그래프 (그림 18.30)를 사용하여 라디에이터 길이에 대한 보정 계수 K L을 결정합니다.

일반적인 수정을 찾기 위해 모든 수정 요소를 곱합니다.

수정 사항을 고려하여 라디에이터는 다음을 제공해야 합니다. 내열성:

그래프(그림 18.27)를 사용하여 하나의 트랜지스터에는 단면 둘레가 200mm인 라디에이터가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 20개의 IRFP250N 트랜지스터 그룹의 경우 라디에이터의 단면 둘레가 최소 4000mm여야 합니다. 사용 가능한 라디에이터의 둘레가 1050mm이므로 4개의 라디에이터를 결합해야 합니다.

ERST 다이오드는 전력 소모가 적지만 설계상의 이유로 유사한 라디에이터를 사용할 수 있습니다.

쿨러 제조업체는 둘레와 길이가 아닌 라디에이터의 표면적을 표시하는 경우가 많습니다.

제안된 방법으로 라디에이터의 면적을 얻으려면 라디에이터의 길이에 둘레 SP = 400 8 = 3200 cm2를 곱하면 충분합니다.

냉각 라디에이터를 계산하는 과학적 기반 방법론이 없다고 바로 가정해 보겠습니다. 이 주제에 대해 두 개 이상의 논문이나 논문을 작성할 수 있지만(많은 논문이 작성됨) 냉각 핀이나 막대의 구성을 변경하는 경우 라디에이터를 수직이 아닌 수평으로 배치하고 다른 표면을 더 가까이 가져오십시오. 아래, 위 또는 측면-모든 것이 변하고 때로는 극적으로 변합니다. 그렇기 때문에 비디오 카드용 마이크로프로세서 또는 프로세서 제조업체는 위험을 감수하지 않고 제품에 팬이 있는 라디에이터를 공급하는 것을 선호합니다. 강제 공기 흐름은 약하더라도 열 제거 효율성을 수십 배 증가시킵니다. 전혀 필요하지 않습니다 (그러나 그들은 "안전한 편에 있는 것이 낫습니다. 누락된 것이 더 낫습니다"라는 법에 따라 행동합니다. 그리고 당연히 그렇습니다). 여기서는 실제로 입증되었으며 다음 장에서 논의할 증폭기 또는 아날로그 전원 공급 장치에 대한 수동(즉, 공기 흐름이 없는) 라디에이터를 계산하는 데 적합한 몇 가지 경험적 방법만 제시합니다.

쌀. 8.4. 일반적인 플레이트 라디에이터

먼저 기하학을 기반으로 라디에이터의 면적을 계산하는 방법을 살펴 보겠습니다. 그림에서. 그림 8.4는 일반적인 플레이트 라디에이터를 개략적으로 보여줍니다. 면적을 계산하려면 갈비뼈의 전체 면적(양쪽도 마찬가지)을 밑면 면적에 더해야 합니다. 라디에이터의 바닥면이 보드에 눌려지면 베이스의 한쪽 면만 작동하는 것으로 간주하는 것이 더 좋지만 라디에이터가 (자주 발생하는 것처럼) 공기 중에 "걸려 있다"고 가정하므로 해당 면적은 기본 복식: Socn-'^-LyLi. 하나의 리브(양쪽 모두)의 면적 Sp = 2-Lyh이지만 이 값에 리브의 측면도 추가해야 하며 그 면적은 SQoK = 2'hd와 같습니다. 핀은 6개뿐이므로 라디에이터의 전체 면적은 S = Soctt + 6-5r + b-b'side와 같습니다. L1 = 3cm, I2 = 5cm, L = 3cm, 5 = 0.2cm라고 하면 이러한 라디에이터의 총 면적은 145cm^입니다. 물론 이것은 대략적인 계산이지만(MC는 베이스의 측면 등을 고려하지 않았습니다), 우리의 목적을 위해서는 정확성이 필요하지 않습니다.

표면적에 따른 전력소모를 계산하는 두 가지 경험적 방법은 다음과 같습니다. 여기서는 특별한 과학적 계산을 볼 수 없다고 너무 가혹하게 판단하지 마십시오.

첫 번째이자 가장 간단한 방법: 냉각 라디에이터의 면적은 방출되는 전력 1와트당 Yusm^이어야 합니다. 그래서 그림에 표시된 라디에이터. 8.4 크기이므로 이 규칙에 따르면 약간의 여유를 두고 앰프 바로 아래에서 14.5W의 전력을 소비할 수 있습니다. 그리고 케이스의 크기가 당신을 괴롭히지 않는다면, 당신은 쉽게 이 대략적인 계산으로 자신을 제한할 수 있습니다.

쌀. 8.5. 다양한 핀 길이의 자유 대류 조건에서 핀 라디에이터의 유효 열 전달 계수: 1 - /7 = 32mm; 2 - /7 = 20mm; 3 - /7 = 12.5mm

라디에이터의 열 출력을 추정하려면 공식 Zh = azff-e.5를 사용할 수 있습니다. 여기서:

W - 라디에이터에 의해 소비되는 전력, W;

Aeff는 유효 열 전달 계수 W/m^°C입니다(그림 8.5의 그래프 참조).

0 - 열 방출 표면의 과열 정도, °C, Q = Т^- Tq^ (Гс - 라디에이터 표면의 평균 온도, Гс - 주변 온도)

에스- 전체 면적라디에이터 열전달 표면, m1

이 공식의 면적은 센티미터가 아닌 평방 미터로 대체됩니다.

자, 시작해 보겠습니다. 먼저 원하는 표면 과열을 설정하고 너무 크지 않은 값(30°C)을 선택해 보겠습니다. 대략적으로 말하면 주변 온도가 30°C일 때 라디에이터의 표면 온도는 60°C라고 가정할 수 있습니다. 라디에이터의 온도와 열 접촉이 좋은 트랜지스터 또는 미세 회로 결정의 온도(아래에서 설명) 간의 차이가 약 5°C일 수 있다고 생각하면 이는 거의 모든 반도체 장치에 허용됩니다. 리브 높이 h는 30mm이므로 그림 2의 그래프에서 위쪽 곡선을 사용합니다. 8.5를 통해 열 전달 계수가 약 50W/m^°C라는 것을 알 수 있습니다. 계산 후 W = 22W임을 알 수 있습니다. 가장 간단한 규칙에 따르면 이전에는 14.5W를 받았습니다. 즉, 더 많은 비용을 지출한 후입니다. 정확한 계산, 면적을 약간 줄여 케이스 공간을 절약할 수 있습니다. 그러나 장소가 우리를 압박하지 않으면 항상 예비를 갖는 것이 좋습니다.

라디에이터는 수직으로 위치해야 하며 핀도 수직으로 위치해야 합니다(그림 참조). 표면은 검정색으로 칠해져 있어야 합니다. 이 모든 계산은 매우 대략적인 것이며 라디에이터를 수직이 아닌 수평으로 배치하거나 라디에이터에 플레이트 대신 니들 핀을 장착하면 방법론 자체도 변경될 수 있음을 다시 한 번 상기시키고 싶습니다. 또한 여기서는 크리스탈 케이스와 케이스 라디에이터 전이의 열 저항을 고려하지 않습니다(단순히 온도 차이가 5°C라고 가정).

그러나 이러한 방법은 진실에 대한 좋은 근사치를 제공하지만 좋은 열 접촉을 보장하지 않으면 모든 계산이 수포로 돌아갈 수 있습니다. 물론 나사를 사용하여 트랜지스터를 라디에이터에 단단히 누르기만 하면 되지만 압력이 가해지는 지점의 라디에이터 표면이 완벽하게 평평하고 잘 연마된 경우에만 가능합니다. 실제로 이런 일은 절대 발생하지 않으므로 압력 지점의 라디에이터는 특수 열전도 페이스트로 윤활 처리됩니다. 상점에서 구입할 수 있으며 때로는 이러한 페이스트 튜브가 마이크로 프로세서의 "냉각기"에 적용됩니다. 얇지만 균일한 층으로 윤활해야 하며, 양을 과도하게 사용하지 마십시오. 두 개의 장치가 하나의 라디에이터에 배치되고 수집기의 전압이 서로 다른 경우 하우징 아래에 절연 개스킷을 배치하고 장착 나사 아래에 절연 플라스틱 와셔를 배치하고 나사 자체에 절연 캠브릭 튜브 조각을 놓아야 합니다. , 구멍 위치의 라디에이터 두께와 동일한 길이입니다( 그림 8.6).

쌀. 8.6. 절연이 필요한 경우 TO-220 하우징의 트랜지스터를 라디에이터에 고정합니다. 1 - 라디에이터; 2 - 라디에이터의 구멍; 3 - 절연 와셔; 4 - 조임 나사; 5 - 너트; 6 - 절연 튜브; 7 - 운모 개스킷; 8 - 트랜지스터 하우징의 플라스틱 부분; 9 - 트랜지스터 하우징의 금속 부분; 10 - 트랜지스터 단자

가장 편리한 절연 개스킷은 운모이며, 양극 처리된 알루미늄으로 만든 개스킷은 매우 좋습니다(그러나 절연 산화물의 얇은 층이 긁히지 않도록 주의 깊게 관찰해야 함) 및 세라믹(그러나 매우 깨지기 쉽고 깨질 수 있음) 너무 세게 누르면). 그건 그렇고, 브랜드 개스킷이 없으면 얇은 불소 플라스틱 (물론 폴리에틸렌은 아님!) 필름을 사용하여 깨지지 않도록 할 수 있습니다. 개스킷에 설치하면 열전도 페이스트가 트랜지스터와 라디에이터의 양면 모두에 얇은 층으로 도포됩니다.

열저항과 같은 매개 변수가 있습니다. 1W의 전력이 방출되면 물체가 몇도까지 가열되는지를 나타냅니다. 불행하게도 이 매개변수는 트랜지스터 참고서에는 거의 제공되지 않습니다. 예를 들어 TO-5 패키지의 트랜지스터의 경우 열 저항은 1W당 220°C입니다. 즉, 트랜지스터에 1W의 전력이 방출되면 220°C까지 가열됩니다. 가열이 100°C 이하로 허용되는 경우(예: 상대 온도 80°C) 실온, 그러면 80/220 = 0.36W 이하가 트랜지스터에 할당되어야 함을 알 수 있습니다. 미래에는 트랜지스터나 사이리스터를 80°C 이하로 가열하는 것이 허용되는 것으로 간주할 것입니다.

방열판의 열 저항을 계산하는 대략적인 공식은 Q = 50/ VS °C/W입니다. (1) 여기서 S는 방열판의 표면적이며 다음과 같이 표현됩니다. 제곱센티미터. 여기에서 S = 2 공식을 사용하여 표면적을 계산할 수 있습니다.
예를 들어 그림에 표시된 구조의 열 저항 계산을 고려해 보겠습니다. 방열판 설계는 패키지에 조립된 5개의 알루미늄 플레이트로 구성됩니다. W = 20cm, D = 10cm, 높이(그림에 표시되지 않음)가 12cm라고 가정하면 각 "돌출부"의 면적은 10x12 = 120cm2이고 양쪽을 모두 고려하면 240cm2입니다. 10개의 "돌출부"의 면적은 2400cm2이고 플레이트의 양면 x 20 x 12 = 480cm2입니다. 전체적으로 우리는 S=2880 cm2를 얻습니다. 공식 (1)을 사용하여 Q=0.93°C/W를 계산합니다. 80°C의 허용 가능한 가열을 통해 80/0.93 = 90W의 전력 손실을 얻습니다.

이제 역 계산을 해보겠습니다.
출력 전압이 12V이고 전류가 10A인 전원 공급 장치가 필요하다고 가정합니다. 정류기 뒤에는 17V가 있으므로 트랜지스터의 전압 강하는 5V입니다. 이는 트랜지스터의 전력이 50W임을 의미합니다. 80°C의 허용 가능한 가열로 필요한 열 저항 Q=80/50=1.6°C/W를 얻습니다. 그런 다음 공식 (2)를 사용하여 S = 1000cm2를 결정합니다.

문학
생성자 번호 2000년 4월

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가장 많은 것 중 하나 중요한 문제창조 편안한 조건집이나 아파트에 사는 것은 신뢰할 수 있고 정확하게 계산되고 설치되며 균형 잡힌 난방 시스템입니다. 그렇기 때문에 이러한 시스템을 구축하는 것이 건설 조직에서 가장 중요한 작업입니다. 자신의 가정또는 그 동안 분해 검사고층 아파트에서.

현대적인 다양한 난방 시스템에도 불구하고 다양한 방식, 인기의 선두 주자는 여전히 입증 된 계획으로 남아 있습니다. 냉각수가 순환하는 파이프 회로와 열 교환 장치 - 구내에 설치된 라디에이터. 모든 것이 단순해 보이고 라디에이터는 창문 아래에 있으며 필요한 난방을 제공합니다... 그러나 라디에이터의 열 전달은 방의 면적과 숫자 모두와 일치해야 함을 알아야 합니다. 다른 특정 기준의. SNiP의 요구 사항에 따른 열 계산은 전문가가 수행하는 다소 복잡한 절차입니다. 그러나 허용 가능한 단순화를 통해 자연스럽게 스스로 수행할 수 있습니다. 이 출판물에서는 다양한 뉘앙스를 고려하여 난방실 면적에 대한 난방 라디에이터를 독립적으로 계산하는 방법을 알려줍니다.

그러나 먼저 기존 난방 라디에이터에 대해 최소한 간략하게 익숙해져야 합니다. 계산 결과는 해당 매개변수에 따라 크게 달라집니다.

기존 유형의 난방기 유형에 대해 간략히 설명

  • 패널 또는 관형 디자인의 강철 라디에이터.
  • 주철 배터리.
  • 여러 가지 수정된 알루미늄 라디에이터.
  • 바이메탈 라디에이터.

강철 라디에이터

이 유형의 라디에이터는 일부 모델에 매우 우아한 디자인이 제공됨에도 불구하고 많은 인기를 얻지 못했습니다. 디자인 장식. 문제는 이러한 열 교환 장치의 단점이 저렴한 가격, 상대적으로 낮은 무게 및 설치 용이성이라는 장점을 훨씬 능가한다는 것입니다.

이러한 라디에이터의 얇은 강철 벽에는 열용량이 충분하지 않습니다. 빠르게 가열되지만 빠르게 냉각됩니다. 수격 현상으로 인해 문제가 발생할 수도 있습니다. 시트의 용접 접합부에서 때때로 누출이 발생합니다. 게다가, 저렴한 모델, 없음 특수코팅, 부식되기 쉽고 해당 배터리의 서비스 수명이 짧습니다. 일반적으로 제조업체는 서비스 수명 측면에서 상당히 짧은 보증을 제공합니다.

대부분의 경우 강철 라디에이터이는 일체형 구조이며 섹션 수를 변경하여 열 전달을 변경할 수 없습니다. 그들은 여권을 가지고 있다 화력, 설치 예정인 방의 면적과 특성에 따라 즉시 선택해야합니다. 예외 - 일부 관형 라디에이터섹션 수를 변경할 수 있지만 일반적으로 집에서가 아닌 주문, 생산 중에 수행됩니다.

주철 라디에이터

이 유형의 배터리의 대표자는 아마도 어린 시절부터 모든 사람에게 친숙 할 것입니다. 이는 이전에 말 그대로 모든 곳에 설치된 아코디언 유형입니다.

아마도 그러한 배터리 MC -140-500은 특별히 우아하지는 않았지만 한 세대 이상의 주민들에게 충실하게 봉사했습니다. 이러한 라디에이터의 각 섹션은 160W의 열 출력을 제공했습니다. 라디에이터는 조립식으로 제작되었으며 원칙적으로 섹션 수는 제한되지 않았습니다.

현재는 현대적인 것이 많이 있습니다. 주철 라디에이터. 그들은 이미 더 우아한 것으로 구별됩니다 모습, 부드럽고 매끄러운 외부 표면으로 인해 청소가 쉬워집니다. 발행 및 독점 옵션, 흥미로운 릴리프 패턴주철 붓기.

이 모든 것을 통해 이러한 모델은 주요 장점을 완전히 유지합니다. 주철 배터리:

  • 주철의 높은 열용량과 배터리의 대용량은 장기간 유지 및 높은 열 전달에 기여합니다.
  • 주철 배터리, 올바른 조립고품질 연결 밀봉으로 수격 현상과 온도 변화를 두려워하지 않습니다.
  • 두꺼운 주철 벽은 부식 및 마모에 거의 취약하지 않으므로 거의 모든 냉각수를 사용할 수 있으므로 이러한 배터리는 자율 및 중앙 난방 시스템에도 동일하게 적합합니다.

오래된 주철 배터리의 외부 데이터를 고려하지 않으면 단점 중 금속의 취약성(악센트 충격은 허용되지 않음), 다음과 관련된 설치의 상대적 복잡성을 알 수 있습니다. 적어도 더 많이거대함으로. 또한 모든 벽 칸막이가 이러한 라디에이터의 무게를 지탱할 수 있는 것은 아닙니다.

알루미늄 라디에이터

비교적 최근에 등장한 알루미늄 라디에이터는 빠르게 인기를 얻었습니다. 비교적 가격이 저렴하고, 현대적이고 매우 우아한 외관을 갖고 있으며, 방열 성능이 뛰어납니다.

고품질 알루미늄 배터리는 15기압 이상의 압력과 약 100도에 달하는 높은 냉각수 온도를 견딜 수 있습니다. 동시에 일부 모델의 한 섹션에서 발생하는 열 출력은 때때로 200W에 도달합니다. 그러나 동시에 경량이며(단면 중량은 일반적으로 최대 2kg) 많은 양의 냉각수(용량 - 500ml 이하)가 필요하지 않습니다.

알루미늄 라디에이터는 섹션 수를 변경할 수 있는 스택형 배터리와 특정 전력에 맞게 설계된 견고한 제품으로 판매됩니다.

알루미늄 라디에이터의 단점:

  • 일부 유형은 알루미늄의 산소 부식에 매우 민감하며 가스 형성 위험이 높습니다. 이로 인해 냉각수의 품질이 특별히 요구되므로 이러한 배터리는 일반적으로 다음과 같은 곳에 설치됩니다. 자율 시스템난방.
  • 압출 기술을 사용하여 단면을 만든 비분리형 설계의 일부 알루미늄 라디에이터는 특정 불리한 조건에서 조인트에서 누출이 발생할 수 있습니다. 이런 경우에는 수리가 불가능하며, 배터리 전체를 통째로 교체하셔야 합니다.

모든 사람으로부터 알루미늄 배터리최고 품질의 제품은 금속의 양극 산화를 사용하여 만들어집니다. 이 제품들은 실제로 산소 부식을 두려워하지 않습니다.

외부적으로 모든 알루미늄 라디에이터는 거의 유사하므로 매우 주의 깊게 읽어야 합니다. 기술 문서선택을 하는 것.

바이메탈 난방 라디에이터

이러한 라디에이터는 신뢰성 측면에서 주철 라디에이터와 경쟁하고 열 출력 측면에서 알루미늄 라디에이터와 경쟁합니다. 그 이유는 특별한 디자인 때문입니다.

각 섹션은 동일한 강철 수직 채널(항목 2)로 연결된 두 개의 상부 및 하부 강철 수평 수집기(항목 1)로 구성됩니다. 단일 배터리로의 연결은 고품질 나사형 커플링(항목 3)을 사용하여 이루어집니다. 외부 알루미늄 쉘을 통해 높은 열 전달이 보장됩니다.

강철 내부 파이프부식되지 않거나 보호 기능이 있는 금속으로 만들어졌습니다. 폴리머 코팅. 글쎄, 어떤 상황에서도 알루미늄 열 교환기는 냉각수와 접촉하지 않으며 부식을 전혀 두려워하지 않습니다.

그 결과 우수한 열 성능과 함께 높은 강도와 ​​내마모성이 결합되었습니다.

인기있는 난방기 가격

난방 라디에이터

이러한 배터리는 매우 큰 압력 서지조차도 두려워하지 않으며, 고온. 실제로는 보편적이며 모든 난방 시스템에 적합하지만 최고입니다. 성능 특성그들은 여전히 ​​​​조건에 표시됩니다 고압중앙 시스템 - 다음이 포함된 회로용 자연 순환그것들은 거의 쓸모가 없습니다.

아마도 그들의 유일한 단점은 높은 가격다른 라디에이터에 비해

이해하기 쉽도록 표로 나타내었습니다. 비교 특성라디에이터. 전설그 안에 :

  • TS – 관형 강철;
  • Chg – 주철;
  • Al – 일반 알루미늄;
  • AA - 알루미늄 알루마이트;
  • BM – 바이메탈.
변경TSAA비엠
최대 압력(atm.)
일하고 있는6-9 6-12 10-20 15-40 35
압착12-15 9 15-30 25-75 57
파괴20-25 18-25 30-50 100 75
pH(수소가) 제한6,5-9 6,5-9 7-8 6,5-9 6,5-9
다음에 노출되었을 때 부식에 대한 민감성:
산소아니요아니요아니요
표류 전류아니요아니요
전해질 쌍아니요약한아니요약한
h=500mm에서의 단면 출력; Dt=70°, W160 85 175-200 216,3 최대 200
보증 기간(년)10 1 3-10 30 3-10

비디오: 난방기 선택 권장 사항

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필요한 난방 라디에이터 섹션 수를 계산하는 방법

실내에 설치된 라디에이터(하나 이상)는 외부 날씨에 관계없이 쾌적한 온도로 난방을 제공하고 불가피한 열 손실을 보상해야 한다는 것이 분명합니다.

계산의 기본 값은 항상 방의 면적 또는 부피입니다. 우리 스스로 전문적인 계산– 매우 복잡하며 매우 중요합니다. 큰 숫자기준. 그러나 가정의 필요에 따라 단순화된 방법을 사용할 수 있습니다.

가장 간단한 계산 방법

생성하는 것이 일반적으로 허용됩니다. 정상적인 조건표준 거실의 경우, 당 100W 평방 미터여유를 주세요. 따라서 방의 면적을 계산하고 100을 곱하면됩니다.

= 에스× 100

– 난방 라디에이터에서 열 전달이 필요합니다.

에스– 난방실의 면적.

비분리형 라디에이터를 설치하려는 경우 이 값은 필요한 모델을 선택하는 데 지침이 됩니다. 섹션 수를 변경할 수 있는 배터리를 설치하는 경우 다른 계산을 수행해야 합니다.

N = / 쿠스

N– 계산된 섹션 수.

쿠스– 한 섹션의 특정 화력. 이 값은 제품의 기술 데이터 시트에 표시되어야 합니다.

보시다시피 이러한 계산은 매우 간단하며 수학에 대한 특별한 지식이 필요하지 않습니다. 공간을 측정하는 줄자와 계산을 위한 종이만 있으면 됩니다. 또한 아래 표를 사용할 수 있습니다. 다양한 크기의 객실과 난방 섹션의 특정 용량에 대해 이미 계산된 값을 보여줍니다.

섹션 테이블

그러나 이 값은 표준 높이고층 건물의 천장(2.7m). 방의 높이가 다른 경우에는 방의 부피에 따라 배터리 섹션 수를 계산하는 것이 좋습니다. 이를 위해 평균 표시기가 사용됩니다 - 41V t t 1m³ 부피당 화력 패널 하우스, 또는 34W – 벽돌로.

= 에스 × 시간× 40 (34)

어디 시간– 바닥 위의 천장 높이.

추가 계산은 위에 제시된 계산과 다르지 않습니다.

특징을 고려한 상세한 계산 가옥

이제 더 심각한 계산으로 넘어 갑시다. 위에 제시된 단순화된 계산 방법은 주택이나 아파트 소유자에게 "놀라움"을 줄 수 있습니다. 언제 설치된 라디에이터주거용 건물에 필요한 편안한 미기후를 생성하지 않습니다. 그 이유는 고려된 방법이 단순히 고려하지 않는 뉘앙스의 전체 목록입니다. 그 동안에, 비슷한 뉘앙스매우 중요할 수 있습니다.

따라서 방의 면적과 m² 당 동일한 100W가 다시 기본으로 사용됩니다. 그러나 공식 자체는 이미 약간 다르게 보입니다.

= 에스× 100 × A × B × C ×× 이자 ×에프× G× 시간× × 제이

보낸 편지 ~ 전에 제이계수는 일반적으로 방의 특성과 라디에이터 설치를 고려하여 지정됩니다. 순서대로 살펴 보겠습니다.

A - 수량 외벽방에.

방과 거리 사이의 접촉 면적이 높을수록, 즉 방에 외부 벽이 많을수록 전체 열 손실이 높아진다는 것은 분명합니다. 이 의존성은 계수에 의해 고려됩니다. :

  • 외벽 1개 A = 1.0
  • 두 개의 외벽 - A = 1.2
  • 세 개의 외벽 - A = 1.3
  • 4개의 외벽은 모두 A = 1.4

B – 기본 지점에 대한 방의 방향.

최대 열 손실은 항상 직접적인 영향을 받지 않는 방에서 발생합니다. 햇빛. 물론 이것은 집의 북쪽이며 동쪽도 여기에 포함될 수 있습니다. 태양 광선은 조명이 아직 최대 전력에 도달하지 않은 아침에만 여기에 나타납니다.

집의 남쪽과 서쪽은 항상 태양에 의해 훨씬 더 강하게 가열됩니다.

따라서 계수 값 안에 :

  • 방은 북쪽 또는 동쪽을 향하고 있습니다 - B = 1.1
  • 남쪽 또는 서쪽 방 - B = 1,즉, 고려되지 않을 수도 있습니다.

C는 벽의 단열 정도를 고려한 계수입니다.

난방실의 열 손실은 외벽의 단열 품질에 따라 달라집니다. 계수값 와 함께 다음과 같습니다.

  • 중간 수준 - 벽이 두 개의 벽돌로 깔려 있거나 표면 단열재가 다른 재료로 제공됩니다. C = 1.0
  • 외벽은 단열되지 않습니다 - C = 1.27
  • 열 공학 계산을 기반으로 한 높은 수준의 단열 – C = 0.85.

D – 기능 기후 조건지역.

당연히 필요한 화력의 모든 기본 지표를 동일한 브러시로 동일시하는 것은 불가능합니다. 또한 겨울 수준에 따라 다릅니다. 음의 온도, 특정 지역의 특징입니다. 이는 계수를 고려합니다. 디.이를 선택하려면 1월 중 가장 추운 10일 동안의 평균 기온을 선택합니다. 일반적으로 이 값은 지역 수문 기상 서비스를 통해 쉽게 확인할 수 있습니다.

  • — 35° 와 함께그리고 아래 – D= 1.5
  • — 25 ¼ — 35 ° 와 함께D= 1.3
  • 최대 – 20 ° 와 함께D= 1.1
  • – 15 ° 이상 와 함께D= 0.9
  • – 10 ° 이상 와 함께D= 0.7

E – 방의 천장 높이 계수.

이미 언급했듯이 100W/m²는 표준 천장 높이의 평균값입니다. 다를 경우 수정 계수를 입력해야 합니다. 이자형:

  • 최대 2.7 전자 = 1,0
  • 2,8 3, 0 전자 = 1,05
  • 3,1 3, 5m 이자형 = 1, 1
  • 3,6 4, 0m E = 1.15
  • 4.1m 이상 – E = 1.2

F – 위치한 방의 유형을 고려한 계수 더 높은

바닥이 차가운 방에 난방 시스템을 설치하는 것은 무의미한 일이며 소유자는 항상 이 문제에 대해 조치를 취합니다. 그러나 위에 위치한 방의 유형은 어떤 식으로든 의존하지 않는 경우가 많습니다. 한편, 상단에 주거용 공간이나 단열 공간이 있는 경우 일반적인 필요열에너지가 크게 감소합니다.

  • 차가운 다락방 또는 난방되지 않은 방F= 1.0
  • 단열 다락방(단열 지붕 포함) – F= 0.9
  • 난방이 되는 방 - F= 0.8

G - 설치된 창 유형을 고려한 요소입니다.

다양한 창 디자인열 손실이 다르게 발생합니다. 이는 계수를 고려합니다. G:

  • 평범한 나무 프레임이중창으로 - G= 1.27
  • 창문에는 단일 챔버 이중창(유리 2개)이 장착되어 있습니다. G= 1.0
  • 아르곤으로 채워진 단일 챔버 이중창 또는 이중창 (3 유리) - G= 0.85

N – 방의 유약 면적 계수.

총 열 손실량은 실내에 설치된 창문의 전체 면적에 따라 달라집니다. 이 값은 창 면적과 방 면적의 비율을 기준으로 계산됩니다. 얻은 결과에 따라 계수를 찾습니다. N:

  • 비율 0.1 미만 – H = 0, 8
  • 0.11 ¼ 0.2 – H = 0, 9
  • 0.21 ¼ 0.3 – H = 1, 0
  • 0.31 ¼ 0.4 – H = 1, 1
  • 0.41 ¼ 0.5 – H = 1.2

I는 라디에이터 연결 다이어그램을 고려한 계수입니다.

열 전달은 라디에이터가 공급 및 회수 파이프에 연결되는 방식에 따라 달라집니다. 설치를 계획하고 필요한 섹션 수를 결정할 때도 이 점을 고려해야 합니다.

  • a – 대각선 연결, 위에서 공급, 아래에서 복귀 – 나는 = 1.0
  • b – 단방향 연결, 위에서 공급, 아래에서 복귀 – 나는 = 1.03
  • c - 양방향 연결, 아래에서 공급 및 복귀 모두 - 나는 = 1.13
  • d – 대각선 연결, 아래에서 공급, 위에서 복귀 – 나는 = 1.25
  • d – 단방향 연결, 아래에서 공급, 위에서 복귀 – 나는 = 1.28
  • e – 반환 및 공급의 한쪽 하단 연결 – 나는 = 1.28

J는 설치된 라디에이터의 개방도를 고려한 계수입니다.

방법에 따라 많은 것이 달라집니다 설치된 배터리실내 공기와의 자유로운 열교환을 위해 개방됩니다. 기존 또는 인위적으로 만들어진 장벽은 라디에이터의 열 전달을 크게 줄일 수 있습니다. 이는 계수를 고려합니다. 제이:

a – 라디에이터가 벽에 공개적으로 위치하거나 창틀로 덮이지 않은 경우 – J= 0.9

b – 라디에이터는 창틀이나 선반으로 위에서 덮여 있습니다 – J= 1.0

c – 라디에이터는 벽 틈새의 수평 투영으로 위에서 덮여 있습니다 – J= 1.07

d – 라디에이터는 창틀로 위에서 덮고 전면에서 덮습니다. 측면부속곧장장식용 케이스로 덮여 있음 - J= 1.12

e – 라디에이터는 장식 케이스로 완전히 덮여 있습니다. J= 1.2

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글쎄, 마침내 그게 다야. 이제 조건에 해당하는 필수 값과 계수를 공식으로 대체할 수 있으며 출력은 모든 뉘앙스를 고려하여 안정적인 실내 난방에 필요한 화력이 됩니다.

그 후에 남은 것은 필요한 열 출력을 갖춘 분리할 수 없는 라디에이터를 선택하거나 계산된 값을 선택한 모델 배터리의 한 섹션에 대한 특정 화력으로 나누는 것입니다.

분명히 많은 사람들에게 그러한 계산은 지나치게 번거로워 보일 것이며 혼란스러워지기 쉽습니다. 계산을 더 쉽게 하려면 특수 계산기를 사용하는 것이 좋습니다. 이 계산기에는 이미 필요한 모든 값이 포함되어 있습니다. 사용자는 요청된 초기값만 입력하거나 목록에서 필수 항목을 선택할 수 있습니다. "계산" 버튼을 누르면 즉시 정확한 결과가 반올림됩니다.

반도체 장치가 작동하는 동안 결정에서 전력이 방출되어 결정이 가열됩니다. 주변 공간에서 소산되는 것보다 더 많은 열이 방출되면 결정의 온도가 증가하여 최대 허용치를 초과할 수 있습니다. 이 경우 해당 구조는 되돌릴 수 없게 파괴됩니다.

결과적으로, 반도체 소자의 신뢰성은 크게 다음에 의해 결정됩니다. 냉각 효율. 가장 효과적인 것은 냉각된 표면을 세척하는 기체 또는 액체 냉각수의 흐름에 의해 열이 운반되는 대류 냉각 메커니즘입니다.

냉각 표면이 클수록 냉각 효율이 높아지므로 냉각 표면이 발달된 금속 라디에이터에는 강력한 반도체 장치를 설치해야 합니다. 주변 공기는 일반적으로 냉각수로 사용됩니다.

냉각수를 이동시키는 방법에 따라 구별됩니다.:

  • 자연 환기;
  • 강제 환기.

자연 환기의 경우 가열된 라디에이터 근처에서 발생하는 통풍으로 인해 냉각수가 이동합니다. 언제 강제 환기냉각수는 팬을 사용하여 이동합니다. 두 번째 경우에는 높은 유속을 얻을 수 있으며 그에 따라 더 나은 조건냉각.

열 냉각 모델(그림 18.26)을 사용하면 열 계산이 크게 단순화될 수 있습니다. 여기서 결정 온도 T J와 주변 온도 T A의 차이로 인해 열 저항 R JC( 칩 - 케이스), R CS(본체 - 라디에이터) 및 R SA(라디에이터 - 환경)입니다.

그림 18.26. 열 냉각 모델

열 저항의 단위는 °C/W입니다. 총 최대 열저항결정 환경 섹션의 R JA는 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

여기서 R PP는 반도체 장치의 결정 W에서 소비되는 전력입니다.

열 저항 R JC 및 R CS는 반도체 장치의 참조 데이터에 표시되어 있습니다. 예를 들어, 참조 데이터에 따르면 IRFP250N 트랜지스터의 경우 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항은 R JC + R CS = 0.7 + 0.24 = 0.94 °C/W와 같습니다.

이는 칩에서 10W의 전력이 방출되면 온도가 라디에이터 온도보다 9.4°C 높아진다는 것을 의미합니다.

방열판 열저항다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

그림에서. 그림 18.27은 알루미늄 라디에이터의 단면 둘레와 공기 흐름에 의한 자연 냉각(빨간색 선) 및 강제(파란색 선) 냉각에 대한 열 저항 사이의 관계를 그래픽으로 보여줍니다.

기본적으로 다음과 같이 가정됩니다.:

냉각 조건이 기본 조건과 다른 경우 그림 3의 그래프를 사용하여 필요한 수정을 수행할 수 있습니다. 18.28 - 그림. 18.30.

쌀. 18.27. 알루미늄 라디에이터의 단면적과 열저항의 관계

쌀. 18.28. 라디에이터와 환경 사이의 온도 차이에 대한 보정 계수

쌀. 18.29. 풍속 보정 계수

쌀. 18.30. 라디에이터 길이에 대한 보정 계수

예를 들어 IRFP250N 유형의 트랜지스터 20개로 구성된 ERST 트랜지스터에 냉각을 제공하는 라디에이터를 계산해 보겠습니다. 라디에이터는 하나의 트랜지스터에 대해 계산할 수 있으며 결과 크기는 20배 증가할 수 있습니다.

주요 트랜지스터에서 소비되는 총 전력은 528W이므로 각 IRFP250N 트랜지스터에서 소비되는 전력은 528/20 = 26.4W입니다. 라디에이터는 최대 주변 온도 +40°C에서 +110°C 이하의 최대 트랜지스터 수정 온도를 보장해야 합니다.

우리는 찾을 것이다 내열성 IRFP250N 트랜지스터 1개에 대한 R JA:

이제 찾아보자 방열판 열 저항:

크리스탈의 최대 온도와 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항을 알고 라디에이터의 최대 온도를 결정합니다.

그래프(그림 18.28)를 사용하여 라디에이터와 환경 사이의 온도 차이에 대한 보정 계수 Kt를 결정합니다.

라디에이터를 냉각시키는 데 사용됩니다. 유형 1.25EV-2.8-6-3270U4, 용량 280m3/h. 유량을 계산하려면 용량을 팬에 의해 불어지는 공기 덕트의 단면적으로 나누어야 합니다.

덕트에 단면적이 있는 경우:

그러면 공기 흐름 속도는 다음과 같습니다.

그래프 (그림 18.29)를 사용하여 실제 공기 흐름 속도에 대한 보정 계수 Kv를 결정합니다.

단면 둘레가 1050mm이고 길이가 80mm인 다수의 기성 라디에이터를 마음대로 사용할 수 있다고 가정해 보겠습니다. 그래프 (그림 18.30)를 사용하여 라디에이터 길이에 대한 보정 계수 K L을 결정합니다.

일반적인 수정을 찾기 위해 모든 수정 요소를 곱합니다.

수정 사항을 고려하여 라디에이터는 다음을 제공해야 합니다. 내열성:

그래프(그림 18.27)를 사용하여 하나의 트랜지스터에는 단면 둘레가 200mm인 라디에이터가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 20개의 IRFP250N 트랜지스터 그룹의 경우 라디에이터의 단면 둘레가 최소 4000mm여야 합니다. 사용 가능한 라디에이터의 둘레가 1050mm이므로 4개의 라디에이터를 결합해야 합니다.

ERST 다이오드는 전력 소모가 적지만 설계상의 이유로 유사한 라디에이터를 사용할 수 있습니다.

쿨러 제조업체는 둘레와 길이가 아닌 라디에이터의 표면적을 표시하는 경우가 많습니다.

제안된 방법으로 라디에이터의 면적을 얻으려면 라디에이터의 길이에 둘레 SP = 400 8 = 3200 cm2를 곱하면 충분합니다.



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