טכנולוגיית LED תרמית וחומרים תרמיים

פיזור חום הוא גורם מרכזי המשפיע על עוצמת התאורה של מנורות LED. אקסטרוזיה של גוף הקירור יכולה לפתור את בעיית פיזור החום של מנורות LED בעלות הארה נמוכה. אבל גוף קירור שחולץ לא יכול לפתור את בעיית פיזור החום של מנורות LED של 75W או 100W.

על מנת להשיג את עוצמת התאורה האידיאלית, יש להשתמש בטכנולוגיית קירור אקטיבית כדי לפתור את החום שמשחררים מרכיבי תאורת ה-LED. לחלק מפתרונות קירור אקטיביים כמו מאווררים יש אורך חיים נמוך יותר מאשר מנורות LED. על מנת לספק פתרון קירור אקטיבי מעשי עבור מנורות LED בעלות בהירות גבוהה, טכנולוגיית הקירור התרמי חייבת להיות צריכת אנרגיה נמוכה; וניתן ליישם על מנורות קטנות; אורך החיים שלו צריך להיות דומה או גבוה יותר ממקור המנורה.

שיטת קירור

באופן כללי, לפי אופן הוצאת החום מהרדיאטור, ניתן לחלק את הרדיאטור לקירור אקטיבי וקירור פסיבי. מה שנקרא פיזור חום פסיבי פירושו שהחום של מקור האור LED של מקור החום מתפזר באופן טבעי לאוויר דרך גוף הקירור. אפקט פיזור החום הוא פרופורציונלי לגודל גוף הקירור, אך מכיוון שהחום מתפזר באופן טבעי, ההשפעה כמובן מצטמצמת מאוד. בציוד שאינו נדרש, או המשמש לפיזור חום לרכיבים שאינם מייצרים חום רב. לדוגמה, כמה לוחות אם פופולריים מאמצים גם פיזור חום פסיבי על הגשר הצפוני. רובם מאמצים פיזור חום אקטיבי. פיזור חום פעיל נאלץ על ידי התקני קירור כגון מאווררים. הוא מאופיין ביעילות פיזור חום גבוהה ובגודל קטן של הציוד.

פיזור חום אקטיבי, המחולק במונחים של פיזור חום, ניתן לבירור לקירור אוויר, קירור נוזלי, קירור צינור חום, קירור מוליכים למחצה, קירור כימי וכו'.

קירור אוויר הוא הדרך הנפוצה ביותר לקירור תרמי, ולעומת זאת היא גם דרך זולה יותר. קירור אוויר הוא בעצם השימוש במאוורר כדי להסיר את החום שסופג הרדיאטור. יש לו את היתרונות של מחיר נמוך יחסית והתקנה נוחה. עם זאת, זה מאוד תלוי בסביבה, למשל, הביצועים התרמיים יושפעו מאוד כאשר הטמפרטורה תעלה ואוברקלוק.

קירור נוזלי

קירור נוזלי הוא מחזור מאולץ של הנוזל מתחת לכונן של המשאבה כדי להסיר את החום של הרדיאטור. בהשוואה לקירור אוויר, יש לו את היתרונות של שקט, קירור יציב ופחות תלות בסביבה. המחיר של קירור נוזלי גבוה יחסית, וההתקנה מסובכת יחסית. במקביל, נסה להתקין בהתאם להוראות במדריך כדי לקבל את אפקט פיזור החום הטוב ביותר. משיקולי עלות וקלות שימוש, פיזור חום מקורר נוזל משתמש בדרך כלל במים כנוזל מוליך חום, ולכן רדיאטורים מקוררים בנוזל מכונים לעתים קרובות רדיאטורים מקוררים במים.

צינור חימום

צינור החום הוא מעין אלמנט העברת חום. הוא עושה שימוש מלא בעקרון הולכת החום ובתכונות העברת החום המהירה של הקירור. הוא מעביר חום דרך האידוי והעיבוי של הנוזל בצינור הוואקום הסגור במלואו. יש לו מוליכות תרמית גבוהה במיוחד ותכונות איזותרמיות טובות. ניתן לשנות את אזור העברת החום משני הצדדים של הקור והחום באופן שרירותי, ניתן להעביר חום למרחקים ארוכים, ניתן לשלוט בטמפרטורה, וסדרה של יתרונות, ולמחליף החום המורכב מצינורות חום יש יעילות העברת חום גבוהה , מבנה קומפקטי, עמידות קטנה לנוזלים וכו' יתרון. המוליכות התרמית שלו עלתה בהרבה על המוליכות התרמית של כל מתכת מוכרת.

קירור מוליכים למחצה

קירור מוליכים למחצה הוא להשתמש בסוג מיוחד של שבב קירור מוליכים למחצה כדי לייצר הפרש טמפרטורה כאשר הוא מופעל. כל עוד ניתן לפזר ביעילות את החום של קצה הטמפרטורה הגבוהה, קצה הטמפרטורה הנמוכה יתקרר ברציפות. הפרש טמפרטורה נוצר על כל חלקיק מוליכים למחצה, ונוצר יריעת קירור על ידי חיבור של עשרות חלקיקים כאלה בסדרה, ובכך נוצר הפרש טמפרטורה על שני המשטחים של יריעת הקירור. באמצעות תופעת הבדלי טמפרטורה זו, בשילוב עם קירור אוויר/קירור מים לקירור קצה הטמפרטורה הגבוהה, ניתן להשיג אפקט פיזור חום מצוין. לקירור מוליכים למחצה יש את היתרונות של טמפרטורת קירור נמוכה ואמינות גבוהה. טמפרטורת המשטח הקרה יכולה להגיע מתחת למינוס 10, אך העלות גבוהה מדי, והיא עלולה לגרום לקצרים עקב הטמפרטורה הנמוכה, וטכנולוגיית הקירור של מוליכים למחצה הנוכחית אינה בוגרת ואינה מעשית מספיק.

קירור כימי

מה שנקרא קירור כימי הוא להשתמש בכמה חומרים כימיים בטמפרטורה נמוכה במיוחד, ולהשתמש בהם כדי לספוג הרבה חום כשהם נמסים כדי להפחית את הטמפרטורה. בהקשר זה, השימוש בקרח יבש ובחנקן נוזלי נפוץ יותר. לדוגמה, שימוש בקרח יבש יכול להפחית את הטמפרטורה מתחת למינוס 20, ועוד כמה'סוטה' שחקנים משתמשים בחנקן נוזלי כדי להוריד את טמפרטורת המעבד מתחת למינוס 100 (תיאורטית). כמובן שבגלל המחיר הגבוה ומשך הזמן הקצר, לרוב משתמשים בשיטה זו. נראה במעבדה או חובבי אוברקלוקינג קיצוניים.