Disipador de calor de tubo de armónica extruido de aluminio: una solución de gestión térmica eficiente y ligera

¿Qué es un disipador de calor de tubo de armónica?

Un disipador de calor de tubo de armónica es un tubo de aluminio plano y rectangular fabricado porextrusión. Si nos fijamos en su sección transversal-, se parece mucho a una armónica - paredes superiores e inferiores delgadas, con un montón de soportes verticales en el medio. De ahí viene el nombre. Es posible que también escuche que lo llaman tubo plano poroso o tubo plano de aluminio multi-canal.

El tubo es plano por fuera y lo atraviesan varios canales paralelos. A través de esos canales pueden pasar aire u otros fluidos de intercambio de calor. En comparación con los tubos redondos normales o los disipadores de calor de metal sólido, el tubo de armónica le brinda más superficie en relación con su volumen, lo que significa una mejor transferencia de calor. El aluminio ya conduce bien el calor y el diseño multi-canal hace que esto sea liviano y efectivo para enfriar.

Cómo se hace:Extrusión de aluminio

El principal método de fabricación de disipadores de calor de tubo de armónica esextrusión de aluminio. Este proceso existe desde hace décadas y ha demostrado ser confiable y rentable-, especialmente cuando es necesario fabricar muchos de ellos.

Así es como funciona en términos simples: primero, caliente un tocho de aluminio a aproximadamente 427 a 496 grados (800 a 925 grados F) hasta que esté suave pero no derretido. Luego, empuje ese aluminio caliente a través de un troquel de forma especial usando mucha presión. El troquel le da el perfil plano con múltiples-agujeros que necesitas. Una pasada le da la forma del tubo completo. Después de eso, simplemente córtalo al largo que quieras. Todo el proceso se realiza de forma continua, se desperdicia muy poco material y los troqueles duran mucho tiempo. Por lo tanto, el coste por pieza se mantiene bajo, especialmente en volúmenes mayores.

¿Por qué aluminio?

La mayoría de los disipadores de calor de tubo de armónica están hechos dealeación de aluminio, y hay buenas razones para ello. El aluminio alcanza un punto óptimo entre transferencia de calor, peso y precio.

* Buena conducción del calor– El aluminio puro conduce calor a aproximadamente 237 W/(m·K). La aleación común 3003, dependiendo de cómo se trate, oscila entre 155 y 190 W/(m·K). Eso es suficiente para la mayoría de los trabajos de refrigeración.

* Luz– El aluminio tiene una densidad de aproximadamente 2,7 g/cm³, lo que es aproximadamente un 65 % más ligero que el acero. Un tubo de armónica de aluminio resulta aproximadamente un 30% más ligero que una pieza similar fabricada con metales tradicionales. Esto es muy importante para las baterías y los dispositivos portátiles, donde cada gramo importa.

* Naturalmente resistente a la corrosión– El aluminio forma por sí solo una resistente capa de óxido en su superficie. Esa capa lo protege de la humedad y de los ambientes industriales en general, por lo que a menudo no se necesitan recubrimientos adicionales.

* El costo sigue siendo razonable– El aluminio no es caro y la extrusión es un proceso bien-comprendido. Cuando se fabrican miles o millones de piezas, el costo por unidad-es muy bajo.

Ventajas clave

En conjunto, esto es lo que obtiene con un disipador de calor de tubo de armónica extruido de aluminio:

* Refrigeración eficiente– Los múltiples canales crean una gran superficie para el intercambio de calor. El aire o el fluido se mueven a través de esos pequeños canales en paralelo, lo que funciona mucho mejor que un solo tubo grande o un trozo sólido de metal. La forma plana también le permite presionarlo directamente contra una batería o componente electrónico, para que el calor no tenga que viajar muy lejos.

* Ligero– El aluminio de baja-densidad y las paredes finas hacen que todo sea muy ligero. Si el peso es una limitación estricta en su diseño, este es un buen candidato.

* Buena resistencia a la corrosión– Esa película de óxido natural hace el trabajo. En la mayoría de los casos no es necesario un revestimiento adicional.

lo suficientemente fuerte– Debido a que es una pieza de metal extruida para darle forma, no hay uniones soldadas que puedan fallar. Puede soportar cargas mecánicas y presiones internas razonables.

* Rentable-eficaz a escala– La extrusión es barata cuando se ejecutan grandes volúmenes. El material se utiliza de manera eficiente, los troqueles duran mucho tiempo y el costo por pieza-disminuye rápidamente a medida que aumenta la cantidad.

* Fácil de personalizar– Puede cambiar la longitud, el ancho, la altura, el espesor de la pared, el número de canales e incluso el grado de aleación para adaptarse a su aplicación específica.

donde se usa

Basadas en la producción y el uso en campo del mundo real-, estas dos aplicaciones son las más sólidas y probadas para los disipadores de calor de tubo de armónica.

1. Enfriamiento del paquete de baterías de vehículos eléctricos

Este es el caso de uso más importante y de más rápido crecimiento-en la actualidad. En los coches eléctricos e híbridos, la batería se calienta durante la carga y descarga. Si ese calor no se elimina, la duración de la batería se ve afectada y puedes tener problemas de seguridad.

El tubo de armónica normalmente se encuentra a un lado o debajo del módulo de batería. El medio de intercambio de calor dentro de - puede ser aire o refrigerante líquido, según el sistema. - aleja el calor de la batería. El tubo es delgado y plano, por lo que se ajusta perfectamente a la superficie de la batería sin ocupar mucho espacio ni agregar mucho peso al automóvil. Los múltiples canales también distribuyen el enfriamiento de manera uniforme, lo que ayuda a mantener todas las células individuales aproximadamente a la misma temperatura.

2. Enfriamiento del sistema de almacenamiento de energía (ESS)

La energía solar, la eólica y otras fuentes de energía renovables están impulsando la demanda de grandes sistemas de almacenamiento en baterías. Esas baterías también generan calor cuando se cargan y descargan durante largos períodos.

Los disipadores de calor de tubo de armónica están apareciendo en los sistemas de gestión térmica de ESS porque son ligeros, eficientes y pueden fabricarse en longitudes personalizadas. Proporcionan una refrigeración fiable sin acaparar el espacio interno, lo que ayuda a mantener todo el sistema de almacenamiento seguro y estable.

Opciones de personalización

Un gran punto de venta de los disipadores de calor de tubo de armónica es cuánto se pueden modificar. La mayoría de los fabricantes (incluidos nosotros en Awind) pueden ajustar lo siguiente según sus necesidades:

* Longitud– Normalmente, desde unos pocos cientos de milímetros hasta más de dos metros. Usted nos dice el tamaño de su batería o dispositivo, lo cortamos para que coincida.

* Ancho y alto– El ancho y el grosor del tubo plano pueden variar para adaptarse a diferentes espacios de instalación y requisitos de refrigeración.

* Espesor de la pared– El mínimo es de aproximadamente 0,35 mm, el rango típico es de 0,4 a 3 mm. Las paredes más delgadas ahorran peso y transfieren calor más rápido; Las paredes más gruesas te dan más fuerza.

* Número de canales– Generalmente de 5 a 25 canales. Más canales significan más superficie y mejor transferencia de calor.

* Material de aleación– El aluminio 3003 es común, pero podemos usar otros grados si necesita una mejor resistencia a la corrosión o una mayor resistencia.

Conclusión

El disipador de calor de tubo de armónica extruido de aluminio se ha ganado su lugar como solución-ideal para enfriar paquetes de baterías de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía. Se enfría bien, no pesa mucho, resiste la corrosión y el proceso de extrusión mantiene bajos los costos - especialmente cuando se necesitan muchos.

Si busca una solución de enfriamiento liviana, confiable y personalizable, definitivamente vale la pena echarle un vistazo al disipador de calor de tubo de armónica.

En Awind, hemos ayudado a bastantes clientes con disipadores de calor de tubo de armónica personalizados - desde ajustar el número de canales y las dimensiones hasta elegir la aleación adecuada. Ya sea que necesite algo estándar o totalmente personalizado para su proyecto, podemos ayudarlo. Simplemente comuníquese con nosotros y cuéntenos en qué está trabajando.

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