Disipador de calor
El disipador de calor es un intercambiador de calor pasivo que transfiere calor. El disipador de calor suele ser una pieza metálica que se puede conectar a un dispositivo liberando energía en forma de calor, con el objetivo de disipar ese calor a un fluido circundante para evitar que el dispositivo se sobrecaliente.
En muchas aplicaciones, el dispositivo es un componente electrónico (como: CPU, GPU, ASIC, FET, etc.) y el fluido circundante es aire. El dispositivo transfiere calor al disipador por conducción. El principal mecanismo de transferencia de calor desde el disipador de calor es la convección.
Dos tipos distintos de convección
La convección natural es un método de transferencia de calor. No hay influencia de factores externos. Este movimiento de moléculas en el fluido se debe a las diferencias entre densidades de diferentes regiones de un mismo fluido. La densidad de un fluido disminuye cuando se calienta y viceversa.
Convección forzada: método de transferencia de calor en el que medios externos influyen en el movimiento del fluido. Allí, fuentes externas como bombeos, ventiladores, dispositivos de succión, etc. son útiles para generar el movimiento del fluido.
Los disipadores de calor están diseñados para aumentar significativamente la superficie de contacto entre el sólido y el fluido, aumentando así la oportunidad de transferencia de calor.
Construcción del disipador de calor
Hay muchos diseños de disipadores de calor, pero normalmente constan de una base y una serie de protuberancias unidas a esta base. La base es la característica que interactúa con el dispositivo que se va a enfriar. El calor se conduce a través de la base hacia las protuberancias.
Material del disipador de calor
Los disipadores de calor suelen estar fabricados de cobre o aluminio. El cobre tiene una conductividad térmica muy alta, lo que significa que la tasa de transferencia de calor a través de los disipadores de calor de cobre también es muy alta. Si bien es menor que la del cobre, la conductividad térmica del aluminio sigue siendo alta y tiene los beneficios adicionales de un menor costo y una menor densidad, lo que lo hace útil para aplicaciones donde el peso es una preocupación importante.
(Disipador de calor de cobre)
(Disipador de calor de aluminio)
Métodos de fabricación de disipadores de calor.
Los disipadores de calor se pueden fabricar de diversas formas según el rendimiento, el costo y el volumen requeridos. Estos incluyen:
Mecanizado: donde se utiliza una máquina CNC para cortar el metal.
Extrusión: donde el metal se calienta y se empuja a través de un molde.
Forja: donde el metal se calienta y se le da forma mediante presurización.
Estampado: donde se corta la aleta de metal y luego se suelda a la base.
Rebajado: donde se utiliza una cuchilla para cortar y empujar hacia arriba el único bloque de metal.
Para problemas térmicos más complejos, se pueden emplear heatpipes y cámaras de vapor dentro del conjunto del disipador de calor. Estos dispositivos son objetos sellados que contienen un fluido (normalmente agua) y utilizan la liberación de calor durante los cambios de fase del fluido para aumentar enormemente su conductividad en comparación con un objeto metálico sólido de la misma geometría.
(Disipador térmico de mecanizado CNC)
(Disipador térmico de extrusión de aluminio)
(disipador térmico forjado en frío)
(Disipador de calor con aletas biseladas)
(Disipador de calor de tubo de calor)
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