Для чего может быть использован алюминиевый радиаторный профиль? Какие его разновидности можно встретить в продаже? Каким образом организовать теплоотвод от греющегося устройства или микросхемы с его помощью? Давайте попробуем ответить на эти вопросы.
Наш герой — алюминиевый профиль для организации теплоотвода.
Что это такое
Алюминиевый профиль — радиатор представляет собой пластину или швеллер с дополнительным оребрением для увеличения площади теплоотвода. Именно алюминий массово используется в качестве материала для радиаторов из-за сочетания высокой теплопроводности (вчетверо больше, чем у стали или чугуна) и сравнительно невысокой стоимостью металла, обусловленной простотой и технологичностью его получения из глинозема.
Насколько сильно теплопроводность металла влияет на эффективность теплоотвода? Приведем пример из области отопления: при идентичных размерах теплоотдача медно-алюминиевого конвектора примерно вдвое больше, чем у кругло-профильного чугунного радиатора. Разница обусловлена более равномерным нагревом оребрения у первого отопительного прибора.
Области применения
Где массово используется профиль — радиатор? Навскидку можно назвать две области.
Светодиодные ленты
Они позиционируются как экономичный и холодный источник света. По большей части это мнение соответствует действительности: светодиоды гораздо экономичнее ламп накаливания, галогенных и даже компактных люминесцентных. Однако не нужно думать, что потребляемая электроэнергия полностью превращается в свет: КПД светодиода далек от 100%.
| Источник света | КПД |
| Лампа накаливания | 2% |
| Компактная люминесцентная лампа | 7,5% |
| Лампа дневного света с электронным балластом | 12,5 |
| Светодиод | 45-50 |
Обратите внимание: нами приведено значение КПД для сравнительно новой линейки светодиодов 5630.
У более старых и распространенных 5050 и 3528 соотношение затраченной и излучаемой энергии гораздо хуже.
Светодиоды разных поколений легко различить по форме и размерам кристалла.
Помимо самих светодиодов, на ленте присутствуют ограничивающие ток резисторы, которые дополнительно несколько ухудшают эффективный КПД. Куда девается остаток потраченной электроэнергии — догадаться нетрудно: она полностью преобразуется в тепло.
Мощность современных лент достигает 18-24 ватт на погонный метр. Это немного в абсолютном выражении; однако, с учетом незначительной площади теплообмена выделение 9-12 ватт в виде тепла заставляет ленту греться до довольно серьезных температур.
Между тем у нагрева светодиодной ленты есть ограничивающий фактор. Рабочая температура светодиодов жестко лимитирована производителем.
Заявленные для современных светодиодов 30 — 50 тысяч часов ресурса актуальны лишь при следующих температурах:
- Для линейки светодиодов 3528 — до 65 С;
- Для 5050 — до 65 С;
- Для 5630 — до 80 С;
- Для 5730-05 — до 80 С;
- Для 5730-1 — до 80 С.
Превышение температурного лимита приводит к ускоренной деградации полупроводниковых элементов; чем выше температура — тем меньше фактический срок службы.
Алюминиевый радиатор выполняет для ленты функцию пассивного теплоотвода: он резко увеличивает площадь теплоотдачи, уменьшая нагрев светодиодов.
Монтаж ленты на профиль увеличивает срок ее службы.
Справка: производители настоятельно рекомендуют установку на алюминиевый радиатор всех лент мощностью от 14 ватт/метр.
Какими бывают радиаторы для светодиодных лент?
В продаже можно встретить следующие их типы:
Обратите внимание: рассеиватель уменьшает световой поток на 25-40%.
При расчете освещенности помещения не забудьте внести поправку.
Несколько разновидностей профиля для светодиодных лент.
Цена радиатора для светодиодных лент умеренной (до 20 ватт) мощности варьируется от 70 до 200 рублей за погонный метр.
Микросхемы
По мере уменьшения техпроцесса производства многослойных микросхем непрерывно снижается питающее их напряжение, а вот ток, потребляемый ими, столь же стабильно растет. Растет, к сожалению, и тепловыделение крупных микросхем. Эта тенденция наиболее показательно прослеживается на примере центральных процессоров и GPU (чипов видеокарт).
Приведем несколько цифр:
- Типичный тепловой пакет процессора Pentium 3 с частотой 600 MHz составлял 43 ватта;
- Для современного топа — процессора Core i7-4790K — типичное тепловыделение равно уже 88 ватт, пиковое — 130;
Радиатор системы охлаждения современного процессора.
- Анонсированная пятнадцать лет назад видеокарта NVidia GeForce 256 имела тепловыделение на уровне 24 ватт;
- Современный топ — Ge Force GTX 980 Ti — выделяет в виде тепла уже 250 ватт.
Разумеется, проблема теплоотвода и здесь встает в полный рост.
Алюминиевый профиль для радиаторов разных форм, с различной площадью и формой оребрения используется для охлаждения:
- Центральных процессоров;
- Графических процессоров;
- Микросхем северного и южного моста (на современных материнских платах они трансформировались в единственную микросхему чипсета);
- Ключевых транзисторов стабилизаторов питания;
Современная материнская плата с радиаторами охлаждения чипсета и транзисторов.
- Разнообразных управляющих микросхем роутеров, свитчей и т.д.
Монтаж
Несмотря на разнообразие форм радиаторов, способов установить их своими руками довольно немного.
Радиаторы для светодиодных лент чаще всего крепятся на обычный универсальный клей или силиконовый герметик, а также на саморезы. Сама лента использует для крепления нанесенный производителем клеящий слой.
Радиаторы для центральных и графических процессоров используют для надежной фиксации подпружиненные зажимы и винтовые механизмы. В большинстве случаев на радиатор монтируется обдувающий его вентилятор.
Наконец, для установки радиаторного профиля на транзисторы преобразователей питания в отсутствие в плате отверстий для пружинного крепления часто используется термоклей. Инструкция по его применению вполне стандартна: клей наносится на поверхность транзисторов, после чего радиатор прижимается к ним с умеренным усилием на 2-3 часа.
На фото — отечественный термоклей Алсил-5.
Заключение
Надеемся, что наш краткий ознакомительный обзор покажется читателю познавательным. Дополнительную информацию он, как всегда, может получить из видео в этой статье. Успехов!
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен