Радиатор тепловой: Подбор радиатора отопления, расчет тепловой мощности радиатора. Калькулятор.

Характеристики алюминиевых и биметаллических радиаторов

Мощность радиаторов отопления биметаллических и алюминиевых

Тепловая мощность (или теплоотдача) измеряется в ваттах. От нее зависит то, насколько хорошо оборудование будет греть при идентичных условиях. Также ее учитывают при расчете количества секций.

Мощность 1 секции зависит от материала изготовления, высоты прибора и емкости теплоносителя. Все эти характеристики обязательно указываются в техническом паспорте оборудования, который прилагается к товару.

Мощность 1 секции биметаллического радиатора высотой 500 мм варьируется от 170 до 210 ВТ от 100 до 190 ВТ теплоэнергии, для приборов высотой 350 мм — 120-140 Вт, а для 300 мм – от 100 до 145 Вт теплоэнергии. Специалисты, занимающиеся монтажом отопительных систем в свою очередь, рекомендуют брать за основу нижний критерий или даже еще ниже, так как известны случаи завышения характеристик выпускаемого оборудования производителями. Чтобы избежать ошибок в расчетах и достичь нужной мощности рекомендуется учитывать этот факт.

Также в расчет необходимо брать место монтажа. Если радиатор монтируется под окном или рядом с ним, то необходимо увеличить количество секции, так как вместо 120-150 Вт тепловой энергии от прибора высотой 350 мм в реалии получим всего 100-120 Вт.

Мощность 1 секции в алюминиевом радиаторе Profi 500 по данным производителя находится в пределах 180-230 Вт. Для оборудования высотой в 350 мм этот показатель варьируется от 120 до 160 Вт. У моделей разных производителей мощность разная, стандартов здесь нет.

Рабочее давление

Это важная характеристика оборудования, она показывает, при каком рабочем давлении разрешается эксплуатировать радиатор. В продаже есть алюминиевые радиаторы двух видов: выдерживающие до 16 атмосфер и классические, рассчитанные выдерживать до 6 атмосфер. В зависимости от этих характеристик выбираются радиаторы для эксплуатации в частных отопительных системах или для подключения к тепловым магистралям высокого давления.

В домах с автономной системой отопления среднее значение давления не более 10 атмосфер. В системах, подключенных к центральным сетям отопления рабочее давление выше, оно достигает 15 атмосфер. Если система отопления подключена к тепловым магистралям, то это значение может быть еще выше и достигать отметки 30 атмосфер. Эти данные нужно учитывать при выборе радиаторов.

У каждого вида радиатора свое разрешенное рабочее давление. У биметаллических моделей варьируется от 16 до 49 атмосфер. Точные технические характеристики смотрите в техническом паспорте прибора или выясняйте у консультанта магазина. В сопровождающей товар документации также содержится информация об испытании оборудования под опрессовочным давлением. Это значение в 1,5 раза превышает рабочее давление.

При выборе оборудования учитывают, что в системе отопления централизованного типа стандартное давление не превышает 15 атмосфер, а в индивидуальных автономных системах оно не более 10 атмосфер. Также нужно знать, что биметаллические радиаторы выдерживают гидроудары до 6 МПа, а алюминиевые всего 4,8 МПа. Исходя из этих характеристик, специалисты рекомендуют алюминиевые приборы использовать в автономных отопительных системах, чтобы они дольше служили, а биметаллические – для подключения к центральному отоплению.

Предельная температура и объем теплоносителя

Радиаторы биметаллического типа выдерживают воду температурой до 90 градусов по Цельсию. А алюминиевые – температуру теплоносителя до 110 градусов С. Объем теплоносителя рассчитывается путем умножения количества секций на емкость одной из них. Он зависит от высоты прибора и толщины оболочки. Для алюминиевых секций это значение – 250-460 мл.

Емкость секций биметаллического отопительного оборудования меньше, чем у алюминиевого. Стандартные значения в среднем следующие: для батареи с межосевым расстоянием 200 мм емкость канала теплоносителя – 0,1-0.16 литров. Для приборов с расстоянием между осями в 350-мм – 0,15-0,2 литра.

Продукция каждого производителя отличается параметрами и техническими характеристиками, это относится к любому типу отопителей. Например, в алюминиевом радиаторе Profi 500 — это всего 0,28 литра, а на 10-секционный радиатор уйдет 2,8 литра. 

Какой радиатор выбрать?

Подведем итоги, биметаллический радиатор рекомендуется устанавливать в городские квартиры, офисы, производственные и промышленные помещения, которые подключены к центральным системам отопления с высоким рабочим давлением. Если у вас собственный коттедж, частный дом или даже резиденция с отдельным котлом отопления, то рекомендуется приобретать алюминиевые радиаторы.

При выборе обращаем внимание не только на рабочее давление и мощность, но и на размеры оборудования. Для стандартных подоконников выбирают модели высотой 500 мм, расстояние до подоконника должно быть около 10-15 см. В ином случае устанавливаем радиаторы высотой 350 мм. Другой немаловажной для потребителя характеристикой является цена оборудования. Алюминиевые приборы стоят дешевле на 15-20 %, чем биметаллические.

цены, фото, расчет, характеристики, доставка по Москве и РФ.

Полезная информация

Отопительные радиаторы – это самое распространенное тепловое оборудование, которое устанавливается в автономные и центральные системы отопления. Используются радиаторы в любых помещениях: от маленькой кухни, до огромного оптового склада.

Основные технические характеристики:

• Мощность – выбор радиатора отопления по этому показателю должен основываться на учете размера помещения, которое нужно будет обогревать. Для большего помещения – большая мощность радиатора. Принято считать, что на 10 кв. м требуется 1 кВт тепловой мощности.
• Межосевое расстояние – высота радиатора отопления. Если он установлен под окном, и расстояние до пола и подоконника слишком маленькое, теплопередача будет затруднена. Стандартно межосевое расстояние составляет 350 и 500 мм.

Виды и особенности

• Чугунные радиаторы. Неприхотливы к качеству воды и выдерживают высокое давление. К недостаткам относят большой вес, чувствительность к гидроударам и необходимость периодически подкрашивать защитное покрытие.
• Алюминиевые радиаторы отопления. Обладают высокой теплопроводностью и способностью выдерживать большое давление воды. Но чувствительны к качеству теплоносителя: из-за примесей в воде подвержены  коррозии.
• Стальные отопительные радиаторы. Оптимальное соотношение цены и качества. Такое оборудование с легкостью выдерживает перепады давления. Однако со временем на внутренних стенках может образоваться коррозия от воздействия механических примесей, содержащихся в воде.
• Биметаллические радиаторы. Совмещают плюсы двух предыдущих видов. Обладают хорошей теплопроводностью, защищены от перепадов давления и коррозии. Но и стоимость у них высокая. К тому же они чувствительны к присутствию кислорода в теплоносителе.
• Медные радиаторы отопления. Медь обладает отлично теплопроводностью, что делает обогреватели этого типа одними из самых популярных. Еще один плюс — отсутствие химических реакций с водой, то есть эти обогреватели совсем не подвержены коррозии. Однако цена на них выше, чем на предыдущие виды батарей.

Выбор радиатора

Перед тем, как покупать новую отопительную батарею, учтите, чем больше у нее секций, тем в большем по площади помещении она может работать. Для того чтобы радиатор отопления равномерно и качественно прогревал помещение, он должен занимать как минимум 75% от ширины оконного проема. Только в этом случае радиатор отопления сможет отсекать весь холодный воздух. При покупке радиатора обратите внимание, что у одних моделей указана цена за секцию, а у других – за весь прибор.

Оптовикам

Мощность биметаллических радиаторов с секциями на 350 и 500 мм

Ключевая задача любого радиатора — эффективный обогрев помещения. По этой причине один из основных параметров, на который нужно ориентироваться при выборе, — мощность (теплоотдача) биметаллического радиатора

.

Для каждой модели устройства значение различно, так как оно определяется в зависимости от объема (емкости) секций и их числа. Зная мощность 1 секции биметаллического радиатора, можно верно рассчитать оптимальные размеры прибора для конкретного помещения.

Что такое теплоотдача?

Тепловой поток, мощность и теплоотдача биметаллических радиаторов — различные обозначения одного и того же параметра, который определяет количество тепла, выделяемое устройством за определенный промежуток времени. Параметр изменяется в Ваттах. Иногда он обозначается в калориях в час. Перевести значение в нужную единицу просто: 1 Ватт = 859,8 кал/час.

Тепло, поступающее от биметаллического радиатора, обогревает помещение в результате протекания трех процессов:

• Теплообмена.
• Конвекции.
• Излучения.

Все биметаллические устройства «используют» все три вида обогрева, но пропорции могут быть различны. В стандартном случае минимум 25% тепловой энергии передается от устройства в окружающее пространство посредством излучения.

Как связана емкость секции и мощность?

Мощность биметаллических радиаторов напрямую связана с размером и емкостью устройства. Чем меньше носителя в батарее, тем более экономичным и эффективным является устройство. Это обусловлено тем, что меньшее количество рабочей среды нагревается значительно быстрее и на это затрачивается меньше ресурсов. Емкость секции зависит от межосевого расстояния:

• 200 мм — объем теплоносителя составляет от 0,1 до 0,16 литра.
• 350 мм — от 0,17 до 0,2 литра.
• 500 мм — от 0,2 до 0,3 литра.

Имея данные о емкости и мощности одной секции биметаллического радиатора, можно рассчитать, какое количество теплоносителя требуется для обогрева конкретного помещения. Для примера: если в конструкции устройства предусмотрено 10 секций с межосевым расстоянием 500 мм, то в них суммарно поместится от 2 до 3 литров воды, а радиатор из 9 секций с межосевым расстоянием 350 мм вмещает около 1,6 литра теплоносителя.

При этом сила теплового потока 9-секционного биметаллического радиатора с межосевым расстоянием 350 мм позволяет эффективно обогревать помещение площадью 14 кв. м.

Что делать, если мощность радиатора была выбрана неправильно?

Если при определении оптимальной мощности биметаллических радиаторов произошла ошибка и приобретен недостаточно эффективный прибор, ситуация поправима: многие устройства продаются посекционно, то есть при необходимости можно увеличивать число секций. Это дает возможность «собрать» радиатор оптимального размера и мощности для конкретного помещения.

Если же сомнений в точности расчета нет, можно сделать выбор в пользу цельной модели: выпускаются устройства, в конструкции которых предусмотрено до 14 секций и более.

Стандартное значение мощности для секций с межосевым расстоянием 500 и 350 мм

Значение теплоотдачи биметаллических радиаторов указывается в техническом паспорте на изделие. Перед покупкой целесообразно ознакомиться с документацией на устройство, так как для каждой модели этот параметр индивидуален. Если в техпаспорте данные отсутствуют, можно воспользоваться усредненным значением мощности 1 секции биметаллического радиатора:

• Устройства с межосевым расстоянием 500 мм являются стандартными, наиболее популярны. Традиционно устанавливаются в квартирах. Среднее значение теплоотдачи одной секции биметаллического радиатора составляет от 170 до 210 Вт. Важно учитывать, что заявленные показатели обычно оказываются чуть выше реальных, так как замеры осуществляются в идеальных условиях. Поэтому правильнее ориентироваться на минимальный показатель мощности одной секции биметаллического радиатора в 150 Вт. Рабочее давление одной секции — 20 бар, давление опрессовки — 30 бар, средняя масса — около 1,92 кг.
• Приборы с межосевым расстоянием 350 мм обычно монтируются рядом с большими окнами или в труднодоступных местах. По техническому паспорту стандартное значение мощности 1 секции биметаллического радиатора составляет от 120 до 150 Вт. Реальное значение несколько ниже — 100-120 Вт. Рабочее давление каждой секции составляет 20 бар, давление опрессовки — 30 бар, средняя масса — около 1,36 кг.

Совет экспертов: при определении оптимальной мощности биметаллического радиатора, целесообразно оставлять небольшой «запас», в противном случае может возникнуть необходимость наращивать устройство — устанавливать дополнительные секции.

Правила определения оптимальной мощности биметаллического радиатора

Для определения оптимальной мощности и теплоотдачи металлического радиатора для конкретного помещения, следует:

• Детально изучить технический паспорт на устройство, в котором указана мощность одной секции биметаллического радиатора.
• Точно определить площадь отапливаемого помещения, при этом — не целого дома, а конкретной комнаты.
• Использовать формулу расчета мощности и теплоотдачи биметаллического радиатора, в соответствии с которой на 1 квадратный метр помещения, в котором высота потолков составляет 2,7 метра, необходимо 100 Вт тепловой мощности. Нужно учитывать, что такой способ расчета является стандартным и унифицированным, то есть не учитывает индивидуальных особенностей помещения. При выполнении расчетов для комнат, находящихся на последнем этаже здания, имеющих две «наружные» стенки (то есть угловых), с большей или меньшей высотой потолков и в некоторых других случаях, вносятся дополнительные поправочные коэффициенты. Поэтому формулу для расчета стоит подбирать с учетом особенностей конкретного помещения.

Хотите узнать мощность одной секции биметаллического радиатора конкретной модели? Затрудняетесь с определением оптимальных параметров отопительного устройства? Свяжитесь с представителем «САНТЕХПРОМ» по телефону: +7 (495) 730-70-80. Наш специалист детально ответит на любые вопросы, касающиеся теплоотдачи биметаллических радиаторов.

Характеристики биметаллических радиаторов: габариты, емкость секций, теплоотдача

Биметаллические радиаторы «невосприимчивы» к большинству технических проблем и сложностей, которые возникают при подключении отопительных приборов к центральным сетям подачи тепловой энергии и их дальнейшей эксплуатации. Это обусловлено основными характеристиками современных биметаллических радиаторов:

• Габаритами.
• Предельным давлением.
• Максимально допустимой температурой рабочей среды.

Конструкция и ключевые преимущества

Отличительная особенность биметаллических радиаторов отопления от других аналогов, представленных на рынке, заключается в том, что во внутренней части такого прибора предусмотрено наличие стальных коллекторов и теплопроводных каналов, а наружная часть представляет собой алюминиевый корпус. Благодаря такому конструктивному исполнению, по своим характеристикам биметаллические радиаторы значительно превосходят алюминиевые модели, а также чугунные и стальные:

• Устойчивы к воздействию агрессивных веществ, которые в значительных объемах присутствуют в центральных системах отопления. Это особенно важно для сетей, в которых промывка осуществляется с добавлением 5% раствора ортофосфорной кислоты.
• Долговечны — срок службы биметаллических моделей составляет от 20 до 25 лет, благодаря наличию высокопрочных и износостойких стальных элементов. Для сравнения, стальные радиаторы служат около 15 лет, алюминиевые — не больше 20 при условии, что pH воды не превышает 7-8.
• Стойки к сильным гидравлическим ударам — возможная величина рабочего давления достигает 40 Атм.

Прекрасные технические характеристики биметаллических радиаторов — не единственное преимущество, их отличает и стильный внешний вид. Сочетание эффективности и эстетичности обеспечивает неизменную популярность таких отопительных приборов среди покупателей.

Габариты биметаллических радиаторов: ширина, глубина и высота секций

Рабочие характеристики и размеры биметаллических радиаторов — первое, на что следует обращать внимание при выборе подходящей модели. Начинать нужно с габаритов. Рекомендована установка отопительных приборов в нишах под окнами, в этом случае обеспечивается эффективная защита от холодного воздуха, «проникающего» через щели в рамах с улицы. Прибор должен свободно располагаться в нише и обеспечивать подачу достаточного количества тепла.

Характеристики современных биметаллических радиаторов с точки зрения геометрических параметров:

• Расстояние между вертикальными каналами (межосевое расстояние) в стандартных моделях составляет 200, 350 или 500 мм. Нужно помнить, что межосевое расстояние — размер между входным и выходным патрубком, а не высота устройства. Для определения полных высотных габаритов, следует «прибавить» по 40 мм к каждой стороне. При межосевом расстоянии 200 итоговая высота радиатора составит 280 мм, при расстоянии между вертикальными каналами 350 мм высота устройства — 430 мм и т.д. Все биметаллические приборы имеют стандартизированный высотный ряд, но на практике можно найти устройства с межосевым расстоянием от 200 до 800 мм.
• Стандартная ширина одной секции — 80 мм. Общая ширина прибора определяется методом умножения числа секций на ширину каждой.
• Глубина секций — составляет от 80 до 100 мм.

Тепловая мощность радиаторов с различным межосевым расстоянием

Второй ключевой характеристикой биметаллических радиаторов является тепловая мощность. Используя этот параметр, определяют, сколько секций радиатора необходимо для эффективного обогрева помещения определенной площади. Эта характеристика биметаллического радиатора напрямую зависит от величины межосевого расстояния:

• 500 мм — тепловая мощность составляет от 170 до 200 Вт.
• 350 мм — от 120 до 140 Вт.
• 300 — от 100 до 145 Вт.
• 200 — около 100 Вт.

Точное значение тепловой мощности зависит от модификации прибора, эта характеристика биметаллического радиатора указывается в техническом паспорте на изделие. Оно рассчитывается следующим образом: оценивается количество тепла, отдаваемого радиатором при температуре рабочей среды +70 градусов по Цельсию. Напомним, в России используется следующий норматив: для обогрева помещения площадью 10 кв.м необходима тепловая мощность 1 кВт.

Для определения необходимого числа секций, можно использовать следующую формулу: N=S*100/Q, где:

• N — оптимальное количество секций.
• S — площадь помещения.
• Q — паспортный показатель секции.

Емкость секции биметаллического радиатора

К числу основных характеристик биметаллических радиаторов относят емкость секции. Данный параметр напрямую зависит от межосевого расстояния. Для самых распространенных моделей на 500 мм емкость секции составляет 0,3 литра теплоносителя.

В биметаллических отопительных радиаторах теплоноситель циркулирует по стальным сердечникам — H-образным сварным конструкциям, которые состоят из нижнего и верхнего коллектора, соединенных между собой теплопроводом (вертикальной трубкой). У каждого коллектора есть два боковых отверстия с внутренней резьбой, предназначенных для соединения секций с помощью стальных ниппелей. При такой конструкции теплоноситель не вступает в контакт с алюминиевыми деталями, что увеличивает срок службы радиатора. В стальных сердечниках биметаллических устройств используются только круглые трубки, поэтому емкость секций таких устройств меньше, чем у алюминиевых, в которых теплопровод имеет овальное сечение.

Отметим, стальная круглая вставка, вмонтированная внутрь биметаллического радиатора, обеспечивает длительное сохранение тепла. Из-за сравнительно небольшого объема секции происходит снижение тепловой инертности, вследствие чего снижаются затраты на поддержание тепла.

Допустимая температура рабочей среды и предельное давление в системе

При выборе нужно учитывать характеристики биметаллических радиаторов по предельно допустимой температуре теплоносителя и давлению в системе. Наличие стальных вставок в конструкции таких приборов позволяет им выдерживать:

• Постоянное давление от 16 до 40 Атм (эквивалентно 1,6 — 4,0 МПа). На практике радиаторы способны кратковременно выдерживать и большее давление, которое возникает при испытаниях тепловой сети (примерно в 1,5-2 раза выше стандартного), а также гидравлические удары. В централизованной отопительной системе стандартное рабочее давление не превышает 14 Атм, а в автономной составляет не больше 10 Атм.
• Температуру тепловой среды до 100-110 градусов по Цельсию. Такое значение близко к температуре теплоносителя, который поступает на объект из централизованной сети. По очевидным причинам часть энергии теплоноситель утрачивает к моменту «попадания» в радиатор, поэтому реальные показатели обычно не превышают 90-95 градусов по Цельсию.

Хотите подробнее узнать о характеристиках биметаллических радиаторов, на которые нужно обращать внимание при выборе модели? Тогда свяжитесь с представителем «САНТЕХПРОМ» по телефону: +7 (495) 730-70-80. Наш специалист предоставит компетентные рекомендации и поможет определить оптимальные характеристики биметаллического радиатора для вашей квартиры, дома или офиса.

Расчет количества радиаторов отопления по площади помещения |Системы отопления

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАНЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ ОТОПЛЕНИЯ

Основным материалом для изготовления панельных радиаторов является сталь. Сталь, как высокотехнологичный материал обладает отличным набором свойств: прочность, ковкость, гибкость – всё это предает агрегатам из стали массу полезных свойств, а хорошая податливость сварке и высокая теплопроводность делают сталь идеальным материалом для радиаторов отопления.

 

Главной конструктивной единицей панельного радиатора является панель, которых, в зависимости от типа радиатора, может быть и одна, и две, и три.

 

Панель радиатора – это два сваренных между собой тонких стальных листа. Листы же до сварки проходят штамповку, где им предаётся профиль – это и есть каналы для циркуляции нагретой жидкости в панели радиатора. Панели, если их две и более, соединенные между собой трубками, с металлическим кожухом по бокам и декоративной верхней решеткой и есть готовый панельный радиатор отопления.

 

Для повышения теплоотдачи и скорости обогрева помещения, радиатор может оснащаться конвекционными ходами с внутренней стороны панелей в виде ребристого листа из более тонкой стали, что способствует перемещению воздушных масс в помещении и равномерному обогреву.

 

Как видно, технология изготовления данных агрегатов проста, что и объясняет их достаточно низкую стоимость.

 

Если производитель не экономит на качестве материала и для производства радиаторов использует качественную сталь, применяет современные технологичные методы нанесения защитного покрытия, то такой радиатор гарантированно и бесперебойно служит долгие годы.

 

В зависимости от количества панелей и конвекторов панельные радиаторы делятся на типы. Двухзначное число к маркировке панельного радиатора является обозначением его принадлежности к определенному типу, где первая цифра – это количество панелей, а вторая, соответственно, количество конвекторов.

ТИПЫ ПАНЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ ОТОПЛЕНИЯ

Тип 10 – панельный радиатор, состоящий из одной панели без конвектора, кожухов и верхней решетки.

 

Тип 20 – панельный радиатор, состоящий из соединенных между собой патрубками двух панелей, без конвектора, кожухов и закрытый верхней решетки.

Тип 30 – панельный радиатор, состоящий из соединенных между собой патрубками трех панелей, без конвектора, кожухов и закрытый верхней решетки.

Тип 11 – панельный радиатор, состоящий из одной панели, одного конвектора, без кожухов и верхней решетки.

Тип 21 – панельный радиатор, состоящий из соединенных между собой патрубками двух панелей, одним конвектором, закрытый кожухом и верхней решеткой.

Тип 22 – панельный радиатор, состоящий из соединенных между собой патрубками двух панелей, двумя конвекторами, закрытый кожухом и верхней решеткой.

Тип 33 – панельный радиатор, состоящий из соединенных между собой патрубками трех панелей, тремя конвекторами, закрытый кожухом и верхней решеткой.

ПОДБОР ТРЕБУЕМОГО ПАНЕЛЬНОГО РАДИАТОРА, РАСЧЕТ ПО ПЛОЩАДИ ПОМЕЩЕНИЯ

Панельный радиатор является эффективным отопительным агрегатом и за счет большой нагреваемой площади имеет повышенную теплоотдачу. Панельные радиаторы имеют широкий диапазон размеров, как по вертикали, от 300 до 900 мм, так и по горизонтали, от 400 до 3000 мм.

 

В зависимости от размера и типа панельного радиатора меняется и его показатель теплоотдачи, то есть количество отдаваемого тепла радиатором в единицу времени, который измеряется в Ваттах (Вт). Каждый радиатор, помимо маркировки типа и габаритов имеет свой основной показатель – тепловую мощность.

 

Есть усредненные простейшие формулы расчета требуемой суммарной тепловой мощности для отопления помещений.

 

Первый способ, исходит из расчета в 100 Вт на 1 м² помещения. Для примера, если комната 15 м² то 100 х 15 = 1 500 Вт. Соответственно, нам необходим радиатор мощностью не ниже 1 500 Вт, к примеру подойдет панельный радиатор 500х800, тип 22 с мощностью 1 515 Вт.

 

Но существует множество внешних факторов и переменных, влияющих на сумму необходимой тепловой энергии для поддержания комфортной температуры в комнате.

 

Факторы влияния есть очевидные: высота потолков, количество окон, наличие наружной двери в комнате, теплоизоляция дома – пола, стен и потолков, метод подключения и расположение радиаторов отопления. Но не менее важными факторами будут и роза ветров, верхний и нижний температурные пороги в отапливаемое время года, даже ориентация стен по сторонам света.

 

В действительности сложно учесть все эти факторы для точного расчета требуемой тепловой мощности и для бытового расчета приняты некоторые правила:

 

— наличие окна в помещении + 100 Вт;

— наличие наружной двери + 200;

— суммарное влияние всех неучтенных факторов + 20% к полученной сумме требуемой тепловой мощности.

 

Во второй формуле будем исходить из расчета в 40 Вт на 1 м³ и учета вышеизложенных правил.

К примеру, комната 3 на 6 метров и высотой потолков 3,2 метров, двумя окнами, одно шириной 900 мм, второе — 1200 мм и внешней дверью:

 

(3 х 6 х 3,2 х 40 + (100 х 2) + 200) + 20% = 3 245 Вт

 

Итого, 3 245 Вт тепловой энергии радиаторов требуется для обогрева нашей комнаты.

            3 245 / 2 окна и получаем среднюю тепловую мощность на один радиатор, равную 1 622 Вт

Конечно, можно установить под каждое окно в комнате по одному радиатору Airfel 500×900, тип 22 с тепловой мощностью 1704, но для достижения максимального эффекта необходимо учесть и размеры оконных проёмов.

 

Касаемо установки самих радиаторов, необходимо следовать некоторым правилам. Например, при наличии окон в комнате, как во втором примете, радиаторы нужно устанавливать на стене под окнами, чтобы конвекционный поток нагретого воздуха создавал тепловой щит. Также радиатор должен быть равен минимум 80% от ширины оконного проема.

 

А теперь, воспользовавшись таблицей отдаваемой тепловой мощности и учитывая количество окон в комнате и их ширину проемов, подберем панельный радиатор, отвечающий нашим требованиям:

ТАБЛИЦА ТЕПЛООТДАЧИ ПАНЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ AIRFEL

Изучив таблицу теплоотдачи, рекомендовано в комнате из примера установить два отопительных радиатора, один — Airfel 500×800 mm с тепловой мощностью 1515 Вт под окном шириной 900 мм и второй — Airfel 500×1000 mm с тепловой мощностью 1894 Вт под окном шириной 1200 мм. Мощности подобранных радиаторов будет достаточно для отопления нашей комнаты, а оставшийся запас можно использовать во время резкого похолодания, тем самым избежать перепадов температуры в помещении.

ТАБЛИЦА ТЕПЛООТДАЧИ ПАНЕЛЬНЫХ РАДИАТОРОВ PRADO

Как правильно выбрать радиатор отопления.

В качестве отопительных приборов в квартирах и домах чаще всего используют радиаторы отопления и первый вопрос который возникает, какие радиаторы выбрать, раньше выбор радиатора отопления не вызывал затруднений, так как в продаже можно было найти чугунные радиаторы, которые устанавливались везде: в квартирах, в частных домах. Сегодня, в связи с увеличением ассортимента, к выбору радиатора стоит подойти основательно.

Как выбрать радиатор отопления для дома?

Радиаторы отопления изготавливают из разных металлов и сплавов. В процессе производства используют один или несколько материалов. В связи с этим выделяют разные виды радиаторов отопления:

чугунные	стальные	алюминиевые	биметаллические

Чугунные радиаторы

Радиаторы отопления, изготовленные из чугуна — неприхотливые, долговечные и надежные радиаторы отопления. Они хорошо переносят перепады давления воды в системе и меньше других зависят от качества теплоносителя. Главное их достоинство – большой срок эксплуатации, высокий показатель теплоотдачи и длительность. Чугунные радиаторы отопления дольше остывают и лучше остальных обогревают помещение. Но при этом они очень тяжелые и их установка требует использования дополнительной рабочей силы. Внешний вид таких батарей оставляет желать лучшего. Их выпускают в виде традиционных громоздких секций и редко можно их увидеть в необычном дизайнерском исполнении. Они лучше держат тепло и не будут засоряться, если засор возникает, его можно легко устранить.

Лучше всего они подходят для систем отопления на твердом топливе. Большая емкость секций и тепловые свойства чугуна позволяют радиаторам оставаться горячими дольше, что имеет важную роль вследствие возможных перерывов в работе между загрузками котла топливом.

Чугунный радиатор при этом имеет значительную тепловую инерцию, что означает долгое прогревание помещений и отдачу тепла. Однако это делает его не лучшим выбором при отоплении  помещений, где нужно строго поддерживать температурный режим при быстро меняющейся температуре внешней среды.

Достоинства:

• высокая тепловая инертность (долго держат тепло)
• высокая износостойкость
• долговечность (срок эксплуатации — около 50 лет)
• рабочее давление (10 — 15 атмосфер)
• простота в использовании
• низкая стоимость

Недостатки:

• длительный нагрев
• не позволяют быстро изменять температуру и интенсивность нагрева
• большая масса радиатора
• невысокая теплоотдача
• необходимость окраски
• не имеют конвекции, отдают тепло только около себя, за счет этого помещение прогревается медленнее и неравномерно.

Стальные радиаторы

Стальные радиаторы – изготовлены из высокоуглеродистых сплавов и покрытые защитной эмалью. Они хуже противостоят перепадам давления, больше подвержены коррозии и не так долговечны, как чугунные. Качественные стальные радиаторы отопления могут прослужить 30-35 лет. Главные их достоинства заключаются в том, что они не используют тепло воды для собственного нагревания и быстрее передают его комнате, для их работы требуется минимальный объем теплоносителя. Стальные радиаторы весят меньше, проще устанавливаются и лучше вписываются в интерьер комнаты.

Стальные радиаторы отопления оптимальны для закрытых систем отопления с хорошим теплоносителем с низким содержанием кислорода в нем.

Перед установкой стальных радиаторов необходимо произвести расчет необходимого размера – замкнутый контур не позволяет нарастить их и изменить теплотехнические характеристики.

Достоинства:

• высокая теплоотдача
• элегантный дизайн
• относительно бюджетный вариант  отопления
• низкое рабочее давление (от 6 до 9 атмосфер)

Недостатки:

• ржавеет при сливе теплоносителя
• не выдерживает давлений при гидравлических испытаниях
• плохо реагирует на кислород, попавший через систему труб

Стальные радиаторы в нашем каталоге.

Алюминиевые радиаторы

Алюминиевые радиаторы – наиболее чувствительны к качеству теплоносителя и перепадам давления. При резком скачке давления они могут лопнуть или дать течь, а при повышенной кислотности циркуляционной воды – быстрее истончиться и выйти из строя. Срок их службы обычно составляет  15 лет. Не смотря на все недостатки, алюминиевые радиаторы востребованы и пользуются спросом, так как по теплоотдаче приравниваются к чугунным, имеют привлекательный внешний вид и очень просты в ремонте, при необходимости в них всегда можно заменить поврежденную секцию.

Достоинства:

• высокая теплоотдача
• большая площадь проходного сечения межколлекторных трубок
• высокое рабочее давление 10-16 атмосфер
• элегантный дизайн
• малый вес секции
• оптимальная цена

Недостатки:

• Возможная коррозия в системах отопления, где в качестве теплоносителя используется носитель на основе этиленгликоля.
• Существует необходимость удалять воздух из верхнего коллектора с помощью воздухоотводного клапана.
• Наименее прочное место алюминиевых радиаторов — резьбовые соединения секций (по сравнению со стальными).

Алюминиевые радиаторы в нашем каталоге.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы отопления – изготовлены из двух металлов, которые представляют собой систему стальных труб, проложенных в алюминиевом корпусе. Они отличаются высокой тепловой мощностью, устойчивы к высокому давлению и плохому качеству воды, имеют стильный внешний вид. Средний срок службы биметаллических радиаторов 20-25 лет. Главный недостаток в том, что для поддержания температуры в них необходимо регулярно прокачивать воду, а это лучше всего реализуемо в условиях автономного отопления. При центральном обогреве биметаллические конструкции работаю хуже, отдавая тепло окружающей среде по максимуму, но сами при этом очень быстро остывают и не могут долго поддерживать температуру воздуха на одном уровне.

Достоинства:

• высокая теплоотдача,
• устойчивость к низкому качеству теплоносителя,
• высокое рабочее давление (от 20 атмосфер),
• долговечность (срок службы — до 25 лет),
• небольшой объем теплоносителя в секции,
• элегантный дизайн.

Недостатки:

• высокая цена (на 15–20% дороже алюминиевых радиаторов),
• меньшая, чем у алюминиевых радиаторов площадь проходного сечения,
• гидравлическое сопротивление биметаллических радиаторов больше, чем у стальных, следовательно, в системах отопления, где установлен данный тип радиаторов, требуется больше энергии для перекачивания теплоносителя

Биметаллические радиаторы отопления в нашем каталоге.

Как правильно выбрать радиатор отопления: рассчитываем количество секций.

Решая, какие лучше радиаторы отопления поставить в квартире (доме), следует правильно подобрать их размер. Он, обычно, определяется количеством секция, если мы говорим про алюминиевые, биметаллические, чугунные. Рассчитать количество секций можно, исходя из  площади помещения, в котором планируется их установить. На каждый квадратный метр приходится одна секция, так рассчитывали раньше, однако на сегодняшний день этот способ подбора количества секция не оправдан. Сегодня  заводы производители радиаторов отопления указывают теплоотдачу в технических характеристиках, обычно она варьируется  до 200Вт для биметаллических, до 250Вт для алюминиевых и до 10000Вт в стальных (в зависимости от размера панели). Поэтому определение размеров зависит не от решения, сколько секций радиатора нужно, а от вычисления необходимой для обогрева комнаты тепловой мощности.

Полноценный обогрев помещения возможен только при условии выделения батареями необходимого количества тепловой энергии. Для каждой квартиры (дома) она вычисляется индивидуально, в зависимости от того, из какого материала возведен дом, отделаны ли стены теплоизоляционным материалом и какие установлены окна.

Принято считать, что для обогрева комнаты площадью 10 кв. м при нормальной теплоизоляции и высоте потолка до 3 м требуется 1 кВт тепловой мощности. Это минимум, от которого следует отталкиваться при выборе радиаторов отопления. Однако в некоторых случаях рекомендуется делать запас. Например, когда помещение находится на первом или последнем этаже дома, запас составит 20%. То есть для комнаты площадью в 12 кв. м на первом этаже необходим радиатор с тепловой мощностью 1,4 кВт.

Расчет тепловой мощности является основополагающим фактором при выборе, какой радиатор отопления выбрать.  Если покупаются секционные радиаторы отопления, количество секция определяется делением значения тепловой мощности на удельную мощность одной секции. Если приобретаются панельные радиаторы, то просто выбираются панели необходимой мощности.

Как рассчитать мощность радиатора отопления

При устройстве отопительной системы в частном доме или квартире очень важно знать, как рассчитать мощность радиатора отопления. От правильного подбора батарей по этому параметру зависит эффективность и экономичность обогрева комнат.

Теплоотдача радиатора

Теплоотдача или тепловая мощность является основным параметром, для отопительных приборов. Эта величина характеризует количество тепловой энергии, которую батарея отдает воздуху в помещении. Измеряется теплоотдача в ваттах.

Для секционных батарей указывается мощность на одну секцию. В среднем одна секция алюминиевого радиатора с межосевым расстоянием имеют мощность 190-205 Вт. Аналогичные биметаллические батареи имеют мощность 180-185 Вт на одну секцию. Соответственно, общая мощность радиатора определяется по следующей формуле:

Pрад=N*P, где

Pрад — общая мощность отопительного прибора, Вт;

N — количество секций;

P — мощность одной секции, Вт.

Комплектуя радиатор необходимым количеством секций, можно подобрать требуемую общую мощность, достаточную для обогрева конкретного помещения. Таким образом, определение числа секций батареи является ключевой задачей при подборе отопительного прибора.

Простой расчет количества секций

Считается, что на 1 квадратный метр площади помещения с высотой потолков 2,7 метра необходимо 100 Вт тепловой мощности. Это позволяет задействовать самый простой метод расчета количества секций, который можно сделать по следующей формуле:

N=S/P*100, где

N — количество секций;

S — площадь комнаты, м2;

P — мощность одной секции, Вт.

Сравнительные данные необходимого количества секций для алюминиевых и биметаллических радиаторов приведены в следующей таблице:

Тип радиатора	Межосевое расстояние, мм	Мощность, Вт	Площадь комнаты, м2 (высота потолка 2,7 м)
			8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	40
			Требуемое количество секций
Алюминий	350	138	6	7	8	9	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Биметалл	350	130	7	8	9	10	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Алюминий	500	185	5	6	7	8	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Биметалл	500	180	6	7	8	9	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23

Однако данный метод не учитывает много дополнительных параметров и дает только приблизительные результаты. Погрешность может достигать 20% и более, что является существенным отклонением, особенно для помещений большой площади. При недостаточном количестве секций мощности радиатора будет не хватать, и в помещении будет слишком холодно. Если установить слишком большое количество секций, то мощность батареи будет избыточной. Это приведет к чрезмерному обогреву. Для автономных систем отопления это значит нерациональное расходование энергоносителя и повышенные нагрузки на оборудование.

Уточненный расчет

Если вас интересует, как рассчитать мощность батареи отопления и определить требуемое количество секций с максимальной точностью, то необходимо использовать поправочные коэффициенты. Эти коэффициенты учитывают индивидуальные характеристики конкретного помещения, например, материал и толщину стен, тип остекления, климатические условия и т.д.

Наиболее важными являются следующие поправочные коэффициенты:

• К1 — коэффициент, учитывающий тип остекления. При двойном остеклении деревянными рамами его значение принимается 1,27; при остеклении пластиковыми окнами с однокамерным стеклопакетом — 1,0; с двухкамерным стеклопакетом — 0,85.
• К2 — коэффициент, который учитывает теплоизоляционную способность стен. При слабой теплоизоляции — 1,27; хорошая теплоизоляция (например, кирпичные стены в два слоя) — 1,0; высокая теплоизоляция (например, утепленные стены) — 0,85.
• К3 — коэффициент для учета отношения площади остекления к площади помещения: при соотношении 0,5 — коэффициент 1,2; при соотношении 0,4 — 1,1; при соотношении 0,3 — 1,0; при соотношении 0,2 — 0,9; при соотношении 0,1 — 0,8.
• К4 — коэффициент который учитывает среднестатистические показатели температуры для конкретного региона в течение отопительного сезона. Значения К4 при разных температурных показателях: при -35 — 1,5; при -25 °С — 1,3; при -20 °С — 1,1; при -15 °С — 0,9; при -10 °С — 0,7.
• К5 — коэффициент, который учитывает количество внешних стен в помещении: четыре стены — 1,4; три стены — 1,3; две стены — 1,2; одна стена — 1,1.
• К6 — коэффициент, который учитывает тип помещения, которое расположено выше: неотапливаемое чердачное помещение — 1,0; отапливаемый чердак — 0,9; жилые отапливаемые помещения — 0,8.
• К7 — коэффициент, который учитывает высоту потолка в комнате: 2,7 м — 1; 3 м — 1,05 м; 3,5 м — 1,1; 4 м — 1,15.

Требуемая мощность для отопления помещения с учетом данных поправочных коэффициентов рассчитывается по следующей формуле:

КТ = 100 Вт/м2*S*К1*К2*К3*К4*К5*К6*К7, где

КТ — требуемая тепловая мощность, Вт;

S — площадь помещения, м2;

К1…К7 — поправочные коэффициенты.

После определения требуемой тепловой мощности остается только рассчитать необходимое количество секций по формуле:

N=КТ/P, где

N — количество секций, необходимое для эффективного обогрева помещения;

КТ — требуемая тепловая мощность, Вт;

P — тепловая мощность одной секции по паспорту, Вт.

Воспользовавшись этим расчетом, вы сможете легко подобрать радиаторы, которые оптимально подойдут для отопления ваших помещений.

Что такое радиаторы? Как работают радиаторы и популярные типы

Радиаторы — одна из наиболее распространенных форм управления температурой в технологиях, оборудовании и даже в естественных системах. Эти компоненты настолько распространены, что их легко упустить из виду даже тем, кто знаком с этой технологией. Мы рассмотрим основные принципы работы, связанные с радиаторами, представим конфигурации активных и пассивных радиаторов и обсудим, как некоторые пользователи реализуют радиаторы в своих приложениях.

Что такое радиатор?

Радиатор — это компонент, увеличивающий поток тепла от горячего устройства. Он выполняет эту задачу за счет увеличения площади рабочей поверхности устройства и количества низкотемпературной жидкости, которая движется по его увеличенной площади поверхности. В зависимости от конфигурации каждого устройства мы находим множество вариантов внешнего вида, дизайна и высочайших возможностей радиаторов. Вы можете увидеть радиатор с прямыми ребрами на изображении в верхней части этой статьи и радиатор с расширенными ребрами на изображении ниже.Каждый радиатор полезен в приложениях, которые могут различаться:

Как работает радиатор?

Радиатор работает, отводя тепло от критически важного компонента. Почти все радиаторы выполняют эту задачу за четыре основных этапа:

1. Источник выделяет тепло. Этим источником может быть любая система, которая выделяет тепло и требует отвода тепла для правильного функционирования, например:

— Механический

— Электрооборудование

— Химическая промышленность

— Ядерная

— Солнечная

— Трение

2. Теплоотводится от источника. Тепловые трубки также могут помочь в этом процессе, но мы рассмотрим эти компоненты отдельно. При прямом контакте с радиатором тепло перемещается в радиатор и от источника за счет естественной теплопроводности. Теплопроводность материала радиатора напрямую влияет на этот процесс. Вот почему материалы с высокой теплопроводностью, такие как медь и алюминий, наиболее распространены в конструкции радиаторов.

3. Тепло распространяется по радиатору. Тепло естественным образом проходит через радиатор за счет естественной теплопроводности, перемещаясь через температурный градиент от высокой температуры к низкой температуре окружающей среды. В конечном итоге это означает, что тепловой профиль радиатора не будет согласованным. Таким образом, радиаторы часто будут более горячими по направлению к источнику и более холодными по направлению к краям радиатора.

4. Тепло отводится от радиатора. Этот процесс зависит от градиента температуры радиатора и его рабочей жидкости, чаще всего воздуха или неэлектропроводной жидкости.Рабочая жидкость проходит через поверхность теплого радиатора и использует тепловую диффузию и конвекцию для отвода тепла от поверхности в окружающую среду. На этом этапе снова используется температурный градиент для отвода тепла от радиатора. Следовательно, если температура окружающей среды не ниже температуры радиатора, конвекция и последующий отвод тепла не произойдет. На этом этапе также наиболее выгодна общая площадь поверхности радиатора. Большая площадь поверхности обеспечивает увеличенную площадь для возникновения термодиффузии и конвекции.

Активные радиаторы и пассивные радиаторы

Радиаторы чаще всего используются в активных, пассивных или гибридных конфигурациях .

– Пассивные радиаторы полагаются на естественную конвекцию, то есть плавучесть горячего воздуха вызывает воздушный поток, генерируемый через систему радиатора. Эти системы выгодны тем, что не требуют вторичного питания или систем управления для отвода тепла от системы. Однако пассивные радиаторы менее эффективны при отводе тепла от системы, чем активные радиаторы.

— Активные радиаторы используют принудительный воздух для увеличения потока жидкости через горячую зону. Принудительный воздух чаще всего создается вентилятором, нагнетателем или даже движением всего объекта, например, двигателя мотоцикла, охлаждаемого воздухом, проходящим по ребрам радиатора, встроенным в двигатель. Одним из примеров вентилятора, нагнетающего воздух через радиатор, является вентилятор на вашем персональном компьютере, который включается после того, как компьютер нагревается. Вентилятор нагнетает воздух через радиатор, что позволяет большему количеству ненагретого воздуха перемещаться по поверхности радиатора, тем самым увеличивая общий температурный градиент в системе радиатора и позволяя большему количеству тепла выходить из всей системы.

— Гибридные радиаторы сочетают в себе некоторые аспекты пассивных и активных радиаторов. Эти конфигурации менее распространены, и они часто полагаются на системы управления для охлаждения системы в зависимости от требований к температуре. Когда система работает на более низких уровнях, принудительный источник воздуха неактивен, только пассивно охлаждая систему. Как только источник достигает более высоких температур, включается активный механизм охлаждения, увеличивая охлаждающую способность системы радиатора.

Популярные радиаторы

Как мы уже упоминали, радиаторы чаще всего встречаются в процессорах компьютеров.Например, Jetson Nano имеет большой радиатор для охлаждения встроенного четырехъядерного процессора ARM A57 и 128-ядерного графического процессора NVIDIA Maxwell, оба из которых выделяют большое количество тепла и требуют исключительного охлаждения, чтобы избежать теплового дросселирования. Точно так же микроконтроллеры Raspberry Pi имеют встроенный теплоотвод, который они используют вместе с радиатором для повышения производительности встроенного чипа Broadcom.

Вы можете найти стандартные радиаторы для охлаждения микросхем самых распространенных размеров. Некоторые радиаторы специально спроектированы так, чтобы лучше всего справляться с тепловыми нагрузками конкретного чипа или устройства.

Amazon.com: Scythe Mugen 5 Rev.B CPU Air Cooler, 120-мм одинарная башня, Intel LGA1151, AMD AM4 / Ryzen: Компьютеры и аксессуары

Я шокирован соотношением эффективности охлаждения и шума. Даже при 100% скорости вентилятора это не то, что я бы назвал громким, звук вентилятора действительно делает его тихим. Это не один из тех «тихих» вентиляторов, у которых все еще есть нытье или жужжание (на ум приходит noctua nf a-14). Все, что составляет 70% или ниже, также почти не слышно, и я говорю только о том, если вы действительно слушаете это близко.Его совершенно не слышно, если вы вместо этого слушаете звук на компьютере.

Сам кулер имеет отличное качество сборки, а простота установки освежает по сравнению с большинством воздушных кулеров ЦП. Он даже поставляется с очень красивой полноразмерной отверткой с магнитным наконечником с крестообразным шлицем, что, на мой взгляд, было приятным дополнением, учитывая, что большинство кулеров, которые поставляются с одним, стоят 80 долларов +

Что касается производительности, эта штука действительно рассеивает много тепла, например серьезно удивительная сумма, учитывая, что она действительно не слишком велика.Я сбросил 10-15 центов с моих цифр «Cryorig H7», которые и без того были неплохими, а эта штука не намного больше. Я бы сказал, что он на одном уровне с «Be Quiet! Dark rock 4» за … 48 долларов? Это кража, и буквально никакие углы не срезаны; Не в качестве сборки, не в упаковке, не в прилагаемых аксессуарах или инструкциях. Единственное «тише!» имеет поверх этого полностью черное покрытие, которое делает его немного лучше, и даже тогда Mugen в любом случае выглядит лучше, чем на фотографиях.

Сейчас у меня 9600k @ 5.1ghz ~ 1.36v, и я не превышаю 60c в играх. Стресс-тестирование у меня не превышает 70С, и у меня вообще нет вентилятора на агрессивном профиле. Я, возможно, возьму 2-го подходящего вентилятора (да, они, конечно же, включают дополнительные зажимы для вентилятора), чтобы попробовать толкать / тянуть и посмотреть, какие результаты принесут, просто для удовольствия. Я обновлю свой обзор, если сделаю это.

К вашему сведению, это не из тех обзоров типа «хорошо, я получил свой предмет, и он работает, поэтому я думаю, что дам ему 5 звезд».Эта вещь на самом деле является настоящим пятизвездочным продуктом. Я настоятельно рекомендую это.

Как работают радиаторы | HowStuffWorks

Тепло может передаваться тремя различными способами: конвекцией, излучением и теплопроводностью. Проводимость — это способ передачи тепла в твердом теле и, следовательно, способ его передачи в радиаторе. Проводимость возникает, когда два объекта с разными температурами контактируют друг с другом. В точке встречи двух объектов более быстро движущиеся молекулы более теплого объекта врезаются в более медленные молекулы более холодного объекта.Когда это происходит, более быстро движущиеся молекулы от более теплого объекта передают энергию более медленным молекулам, которые, в свою очередь, нагревают более холодный объект. Этот процесс известен как теплопроводность , , при котором радиаторы отводят тепло от процессора компьютера.

Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который служит проводником тепла, отводящим тепло от процессора. Однако у каждого типа металла есть свои плюсы и минусы. Во-первых, каждый металл имеет разный уровень теплопроводности.Чем выше теплопроводность металла, тем эффективнее он передает тепло.

Одним из наиболее распространенных металлов, используемых в радиаторах, является алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт на Кельвин на метр (Вт / мК). (Число теплопроводности, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше показатель теплопроводности металла, тем больше тепла может проводить металл.) Алюминий также дешев в производстве и является легкий.Когда прикреплен радиатор, его вес создает определенную нагрузку на материнскую плату, для которой материнская плата предназначена. Тем не менее, легкий алюминиевый корпус полезен тем, что добавляет небольшой вес и нагрузку на материнскую плату.

Медь — один из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов. Медь имеет очень высокую теплопроводность — 400 Вт / мК. Однако он тяжелее алюминия и дороже. Но для операционных систем, требующих значительного отвода тепла, часто используется медь.

Итак, куда уходит тепло, когда оно отводится от процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и выходит из компьютера. На большинстве компьютеров непосредственно над радиатором установлен дополнительный вентилятор, который помогает должным образом охлаждать процессор. Радиаторы с этими дополнительными вентиляторами называются активными радиаторами , а радиаторы с одним вентилятором называются пассивными радиаторами . Наиболее распространенным вентилятором является корпусный вентилятор , который забирает холодный воздух снаружи компьютера и продувает его через компьютер, вытесняя горячий воздух сзади.

Вентиляторы, управление температурой | Тепловой радиатор

1

Boy3 Aavid, Thermal Division of Boyd Corporation на болтах Штифт ПК Thermal Corporation, Thermal 8 Подразделение Boyd Corporation 9015 F154, прямоугольный штифт .780 дюймов (19,81 мм) 9011 Advanced Thermal Solutions Inc.

9015 Pin Square , Ребра Преобразователь постоянного / постоянного тока Half Brick

660000 — Immediate

90TS Thermal Management 901 901 Угловые ребра A

Bulk

Болт и шпилька для ПК 901 901

3

2

349-103

102 Box

6013 Wakefield1

5,875 — Немедленно12

Assmann 3 Компоненты WSW

ТЕПЛОВАТЕЛЬ 40 мм X 40 мм X 14,5 мм

$ 7,81000

1,730 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc.

ATS1226-ND

—

Навалом

Активный

Верхнее крепление

BGA

Термолента, клей (в комплекте)

Квадрат, ребра

.575 дюймов (40,00 мм)

1,575 дюйма (40,00 мм)

—

0,571 дюйма (14,50 мм)

—

4,60 ° C / Вт @ 200 LFM

—

Алюминий

Черный анодированный

ТЭН 45 мм X 45 мм X 17,5 мм

$ 10,94000

455 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc. ND

maxiFLOW

Bulk

Active

Верхнее крепление

BGA

Термолента, клейкая (в комплекте)

Квадратные, угловые ребра

1.772 дюйма (45,00 мм)

1,772 дюйма (45,00 мм)

—

0,689 дюйма (17,50 мм)

—

1,60 ° C / Вт при 200 LFM

—

Алюминий

Анодированный синий

ОТОПИТЕЛЬ AL6063 254X100X20MM

$ 30,28000

130 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc.

Навалом

Active

Верхнее крепление, экструзия

—

Клей

Прямоугольный, ребра

10.000 дюймов (254,00 мм)

3,967 дюйма (100,76 мм)

—

0,790 дюйма (20,00 мм)

—

0,90 ° C / Вт при 200 LFM

10,00 ° C / Вт

Алюминий

Без смазки

0,54000 долл. США

1,486 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc. Bulk

Active

Board Level

TO-220

Болт на

Прямоугольник, ребра

0.748 дюймов (19,00 мм)

0,835 дюйма (21,21 мм)

—

0,394 дюйма (10,00 мм)

—

11,20 ° C / Вт при 200 LFM

21,20 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

$ 0,61000

8,136 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc.

Bulk

Active

Board Level

TO-126

Болт на

Прямоугольник, ребра

0.560 дюймов (14,22 мм)

0,620 дюйма (15,75 мм)

—

0,370 дюйма (9,40 мм)

—

19,00 ° C / Вт при 200 LFM

33,00 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

ТЕПЛОВАТЕЛЬ НА ВЕРХНЕМУ УСТАНОВКЕ .45 «D2PAK

$ 1,27000

8,041 — Немедленно

Aavid, Thermal Division 9012D Corporation of 9 Boyd Corporation

HS406-ND

—

Сумка

Active

Верхнее крепление

TO-263 (D²Pak)

SMD Pad

Прямоугольные

ребра 0. 011763 дюйма (19,38 мм)

1.000 дюймов (25,40 мм)

—

0,450 дюйма (11,43 мм)

2,0 Вт при 30 ° C

3,00 ° C / Вт при 300 LFM

11,00 ° C / Вт

Медь

Олово

РАДИАТОР TO-218 / TO-247 W / PINS 2 «

$ 1,33000

3,464 — Немедленно 9012d Корпорация Boy3123 Boy3 из

1

HS347-ND

—

Bulk

Active

Board Level, Vertical

TO-218, TO-2450

Прямоугольный, ребра

2.000 дюймов (50,80 мм)

1,375 дюйма (34,93 мм)

—

0,500 дюйма (12,70 мм)

2,0 Вт при 20 ° C

3,00 ° C / Вт при 400 LFM

8,30 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

РАДИАТОР TO-220 FOLD 42,16 мм

$ 2,94000

1842 — Немедленное подразделение Aavid Corporation,

Aavid Boyd Corporation

1

7020BG-ND

—

Навалом

Активный

Уровень платы

TO-220

Болт на

, прямоугольный.450 дюймов (36,83 мм)

1,300 дюйма (33,02 мм)

—

0,470 дюйма (11,94 мм)

8,0 Вт при 70 ° C

4,00 ° C / Вт при 500 LFM

8,70 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

РАДИАТОР TO-220 TIN CLIP-ON 13 мм

$ 3,23 000

2,528 — Immediate

2,528 — Immediate

1

7139DG-ND

—

Bulk

Активный

Уровень платы

TO-220

0,520 дюйма (13,21 мм)

—

0,515 дюйма (13,08 мм)

1,5 Вт при 50 ° C

8,00 ° C / Вт при 500 LFM

28,30 ° C / Вт

Медь

Олово

ОТОПИТЕЛЬ 25X25X10MM L-TAB CP

$ 3,23000

901 — Immediate Inc.

ATS1514-ND

pushPIN ™

Навалом

Активный

Верхнее крепление

Разное (BGA, LGA, CPU, ASIC…)

Нажимной штифт

Квадрат, ребра

0,984 дюйма (25,00 мм)

0,984 дюйма (25,00 мм)

—

0,394 дюйма (10,00 мм)

—

18,36 ° C / Вт @ 100 LFM

—

Алюминий

Синий анодированный

HEATSINK 40X40X10MM XCUT CP

$ 3.54000

18386 — Advanced Immediate Solutions Inc.

1

ATS1547-ND

pushPIN ™

Bulk

Active

Top Mount

Assorted (BGA, LGA, CPU, ASIC …)

1,575 дюйма (40,00 мм)

1,575 дюйма (40,00 мм)

—

0,394 дюйма (10,00 мм)

—

11,79 ° C / Вт при 100 LFM

—

Алюминий

Синий анодированный

РАДИАТОР DC / DC ПОЛОВИНА VERT

$ 4.51000

1892 — Немедленно

Уэйкфилд-Ветте

Уэйкфилд-Ветте

1

345-1055-ND

518

Болт на

Прямоугольник, ребра

2,402 дюйма (61,00 мм)

2,280 дюйма (57,91 мм)

—

0,950 дюйма (24,13 мм)

11,0 Вт при 60 ° C

2.00 ° C / Вт @ 300 LFM

—

Алюминий

Черный Анодированный

Радиатор кованый с клейкой лентой

$ 4,73000

Thermmediate

Продукты Thermmediate

CTS Thermal Management Products

1

294-1148-ND

APF

Box

Active

Top Mount

Assorted (BGA, LGA…)

Термолента, клейкая (в комплекте)

Квадрат, ребра

0,748 дюйма (19,00 мм)

0,748 дюйма (19,00 мм)

—

0,370 дюйма (9,40 мм)

—

5,30 ° C / Вт @ 200 лфм

—

Алюминий

Черный анодированный

$ 5,07000

999 — Немедленное

999 — Immediate

Aavid Corporation, Thermal of Boyd Corporation

1

HS524-ND

—

Навалом

Активный

Уровень платы, вертикальный

TO-220

Болт на 9015 штифтов и штифт

2.000 дюймов (50,80 мм)

1,375 дюйма (34,93 мм)

—

0,500 дюйма (12,70 мм)

2,0 Вт при 20 ° C

3,00 ° C / Вт при 400 LFM

9,00 ° C / Вт

алюминий

черный анодированный

радиатор кованый с клейкой лентой

$ 6,35000

6,60000 продукты7 — Immediate

294-1156-ND

APF

Box

Active

Top Mount

Assorted (BGA, LGA, CPU, ASIC…)

Термолента, клейкая (в комплекте)

Квадрат, ребра

1,181 дюйма (30,00 мм)

1,181 дюйма (30,00 мм)

—

0,500 дюйма (12,70 мм)

—

2,50 ° C / Вт @ 200 лф / мин

—

Алюминий

Черный анодированный

ТЕПЛООБРАБОТКА 31 мм X 31 мм X 17,5 мм

$ 10,31000

Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc.

1

ATS1139-ND

maxiFLOW

Bulk

Active

Top Mount

BGA3 Квадратная лента

1,220 дюйма (30,99 мм)

1,220 дюйма (30,99 мм)

—

0,689 дюйма (17,50 мм)

—

3,30 ° C / W @ 200 LFM

—

Алюминий

Синий анодированный

РАДИАТОР TO-220 19.05X13.21MM

$ 0,24000

3293 — Немедленно 1,500 — Завод

Компоненты Assmann WSW

Компоненты Assmann WSW

1

Active

Уровень платы

TO-220

Болт на

Прямоугольный, ребра

0,750 дюйма (19,05 мм)

0,520 дюйма (13,21 мм)

—

0.250 дюймов (6,35 мм)

—

—

28,00 ° C / Вт

Алюминий

Черный Анодированный

ТЕПЛОВОЙ ОТВОД TO-220 19,05X13,21 мм

535 — Немедленно

Компоненты Assmann WSW

Компоненты Assmann WSW

1

A10753-ND

—

Навалом

Уровень

Активная доска

Прямоугольная, ребра

0.750 дюймов (19,05 мм)

0,520 дюйма (13,21 мм)

—

0,500 дюйма (12,70 мм)

—

—

21,00 ° C / W

Алюминий

Черный анодированный

ОТОПИТЕЛЬ TO-220 DUAL MNT BLK

$ 0,39000

6,857 — Немедленно

Wakefield-Vette

Wakefield-Vette

Bulk

Active

Board Level

TO-218, TO-202, TO-220 (Dual)

Болт на

Прямоугольник, ребра

1.180 дюймов (29,97 мм)

1.000 дюймов (25,40 мм)

—

0,500 дюйма (12,70 мм)

2,0 Вт при 44 ° C

7,00 ° C / Вт при 400 LFM

22,00 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

РАДИАТОР TO-126 13.20X19.68MM

$ 0,49000

2,771 — Компоненты WS000

2,771 — Компоненты WS0001 Assmann

A10750-ND

—

Навалом

Активный

Уровень доски, вертикальный

TO-126

Пресс-фитинг, скользящий

Прямоугольный, ребра

520 дюймов (13,20 мм)

0,775 дюйма (19,68 мм)

—

0,320 дюйма (8,13 мм)

—

—

26,00 ° C / W

Алюминий

Черный Анодированный

ОТОПИТЕЛЬ TO-220 2,6 Вт АЛЮМИНИЕВЫЙ

0,55 долл. США

1,590 — Непосредственно

Устройства CUI

Устройства CUI

1 9113

1

Active

Board Level

TO-220

Clip

Rectangular, Fins

0.375 дюймов (9,53 мм)

0,900 дюйма (22,86 мм)

—

0,740 дюйма (18,79 мм)

2,6 Вт при 75 ° C

6,32 ° C / Вт при 200 LFM

28,85 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

$ 0,64000

1,187 — Немедленно

Advanced Thermal Solutions Inc.

Advanced Thermal Solutions Inc.

—

Навалом

Актив

Уровень платы

TO-220

Болт на

Прямоугольник, ребра

0.902 дюйма (22,90 мм)

1.000 дюймов (25,40 мм)

—

0,374 дюйма (9,50 мм)

—

8,10 ° C / Вт при 200 LFM

20,80 ° C / Вт

Алюминий

Черный анодированный

$ 1,21000

1071 — Немедленно

Aavid, Thermal Division of Boyd Corporation

Aavid, Thermal Division of Boyd Corporation

G-ND

—

Навалом

Активный

Уровень доски, вертикальный

TO-220

Болт и штифт для ПК

Прямоугольный, ребра

1.180 дюймов (29,97 мм)

1.000 дюймов (25,40 мм)

—

0,500 дюймов (12,70 мм)

1,0 Вт при 20 ° C

6,00 ° C / Вт при 300 LFM

12,50 ° C / Вт

Медь

Олово

ЦП с теплоотводом 43 мм SQ BLK H = 0,65 дюйма

$ 1,79000

5,875 — Немедленно 12

345-1062-ND

628

Навалом

Активный

Верхний монтаж

Ассорти (BGA, LGA, CPU, ASIC…)

Термолента, клейкая (не входит в комплект)

Квадрат, ребра со штифтами

1,750 дюйма (44,45 мм)

1,700 дюйма (43,18 мм)

—

0,650 дюйма (16,51 мм)

3,0 Вт @ 20 ° C

2,00 ° C / Вт @ 400 лфм

—

Алюминий

Черный анодированный

$ 2,22000

1,3253

WSD 1,325

1

AE11375-ND

—

Навалом

Активный

Верхнее крепление

Ассорти (BGA, LGA, CPU, ASIC…)

Термолента, клейкая (не входит в комплект)

Квадрат, штыревой ребро

0,984 дюйма (25,00 мм)

0,984 дюйма (25,00 мм)

—

0,256 дюйма (6,50 мм)

—

—

6,00 ° C / Вт

Алюминиевый сплав

Черный анодированный

Что такое радиатор

Что такое радиатор?

Радиатор — это электронное устройство, изготовленное из материала с хорошей теплопроводностью и обычно присоединенное к электронному устройству для отвода нежелательного тепла.Он используется для охлаждения компонентов схемы путем рассеивания избыточного тепла, чтобы предотвратить перегрев, преждевременный выход из строя и повысить надежность и производительность компонентов.

Работа радиатора основана на законе тепла Фурье. Всякий раз, когда в теле существует температурный градиент, тепло передается от участков с высокой температурой к участкам с более низкой температурой. Три различных способа передачи тепла — это излучение, конвенция или теплопроводность.

Теплопроводность возникает, когда два объекта при разных температурах соприкасаются.Это связано со столкновениями быстрых молекул более горячего объекта с медленно движущимися молекулами более холодного объекта. Это приводит к передаче энергии от горячего объекта к более холодному. Таким образом, радиатор передает тепло от высокотемпературного компонента, такого как транзистор, в низкотемпературную среду, такую ​​как воздух, масло, вода или любую другую подходящую среду, посредством теплопроводности, а затем конвекции.

Кредит изображения — ECN Mag

Есть два типа радиаторов, а именно пассивный радиатор и активный радиатор.

1. Активные радиаторы используют охлаждающий вентилятор или воздуходувку для охлаждения радиатора. Они обладают отличными охлаждающими характеристиками, но требуют периодического обслуживания из-за движущихся частей.

2. Пассивные радиаторы не используют вентиляторы, не имеют движущихся частей и более надежны.

Радиаторы можно дополнительно классифицировать по их физическому дизайну и форме, используемому материалу и многому другому. Типичные радиаторы:

• Штампованный
• Механическая обработка
• Скрепленный плавник
• Складчатое ребро
• Кованые радиаторы
• Радиаторы с одним ребром в сборе
• Обжимные радиаторы
• Сдвинутые радиаторы

Радиатор действует как теплообменник и обычно имеет максимальную площадь контакта с охлаждающей средой, например с воздухом.Производительность зависит от используемого материала, обработки поверхности, физических характеристик, таких как конструкция выступа, скорость воздуха и методы крепления. Термопасты, компаунды и токопроводящие ленты — это некоторые из материалов, используемых между поверхностью теплоотвода компонента и поверхностью радиатора, чтобы улучшить теплопередачу и, следовательно, производительность радиатора.

Металлы с превосходной теплопроводностью, такие как алмаз, медь и алюминий, являются наиболее эффективными радиаторами.Однако чаще используется алюминий из-за его более низкой стоимости.

Другие факторы, влияющие на производительность радиатора, включают:

1. Термическое сопротивление
2. Воздушный поток
3. Объемное сопротивление
4. Плотность ребра
5. Расстояние между ребрами
6. Ширина
7. Длина

Радиаторы используются для охлаждения различных электронных компонентов, теплоотдача которых недостаточна для отвода всего избыточного тепла. Эти устройства включают:

• Транзисторы силовые, тиристоры и прочие коммутационные аппараты
• Диоды
• Микросхемы
• Процессоры ЦП
• Графические процессоры
• Светодиоды

Типы радиаторов | Celsia

Чтобы выбрать правильный радиатор для охлаждения электронных устройств, инженерам полезно понимать определения, способы использования и преимущества различных типов радиаторов.Вот несколько рекомендаций для типов радиаторов, которые обычно используются в сочетании с тепловыми трубками и паровыми камерами. Они различаются в зависимости от расхода воздуха, материала, использования воды и производственного процесса.

Радиаторы, классифицируемые по потоку воздуха

Пассивный радиатор

Пассивные радиаторы — это те радиаторы, которые не зависят от принудительного воздушного потока (вентиляторы) и считаются более надежными, чем активные решения. Хорошим примером является радиатор, который служит корпусом устройства.В этом примере тепло перемещается от одного или нескольких тепловыделяющих компонентов к одной или нескольким стенкам корпуса. Эти стены обычно имеют ребристую решетку, открытую для внешнего окружающего воздуха.

Пассивный радиатор | Активный теплоотвод

Активный теплоотвод

Узлы радиатора, которые имеют приводимое в действие устройство, такое как вентилятор или нагнетатель, в непосредственной близости от поверхности теплообменника, являются активными радиаторами. Они также будут включать радиаторы, которые полагаются на перекачиваемую жидкость для отвода скрытой теплоты от источника тепла.Поскольку активные радиаторы полагаются на принудительное прохождение воздуха через область ребер, они более эффективны, что означает меньший и легкий дизайн радиатора.

Теплоотводы, классифицированные по материалам

Материалом радиатора для охлаждения электроники почти всегда является алюминий или медь.

Алюминиевый радиатор

Алюминий легкий, простой в изготовлении и экономичный, что делает его идеальным выбором для большинства радиаторов.Сплавы 6061 и 6063 являются наиболее распространенными сплавами, в то время как 1050 и 1100 являются более чистыми с немного более высокой проводимостью. Его способность передавать тепло, теплопроводность, составляет примерно половину от меди. Это ограничивает расстояние, на которое тепло может быть перемещено, отведено от источника тепла в основании радиатора.

Медный радиатор

Медь с теплопроводностью около 400 Вт / м-К используется, когда радиаторам требуется повышение производительности. Типичный сплав для медной пластины — CDA110 (391 Вт / м · К).Недостаток — медь в 3 раза тяжелее и вдвое дороже своего алюминиевого аналога. Он также работает немного медленнее, чем алюминий. Некоторые типы радиаторов, такие как склеенные ребра, могут быть изготовлены из обоих материалов: один для основания, а другой — для ребер.

Теплоотводы, классифицируемые по использованию воды

Как бы неуклюже эта категория ни казалась, на самом деле она включает просто твердосплавные радиаторы в сборе, радиаторы, использующие двухфазные устройства, и радиаторы с перекачиваемой жидкостью.

Цельнометаллический радиатор

Цельнометаллический теплоотвод состоит из основания, в котором поглощается тепло, и решетки ребер, от которых тепло отводится в окружающий воздух. В зависимости от технологии изготовления радиатора основание и ребра могут быть выполнены из разных металлов — меди или алюминия для охлаждения электроники. Как правило, это наименее дорогие типы радиаторов.

Накачиваемый жидкий радиатор

Радиаторы, использующие перекачиваемую жидкость, обычно относятся к конфигурации, в которой насос и массив ребер удалены от источника тепла.Жидкость перекачивается в холодную пластину, прикрепленную к источнику тепла. Затем он возвращается к решетке ребер для охлаждения. Хотя он очень эффективен для отвода тепла, это наименее надежный метод охлаждения электроники.

Цельный металл | Прокачивается | Двухфазные радиаторы

Двухфазные радиаторы

Паровые камеры и тепловые трубки являются наиболее распространенными двухфазными устройствами и могут быть встроены в радиатор в сборе для повышения производительности.Общая производительность радиатора в сборе улучшена из-за очень высокой теплопроводности этих двухфазных устройств. Обычно тепловые трубы будут перемещать тепло от источника тепла к удаленной решетке ребер, в то время как паровые камеры используются для распределения тепла по основанию локальной решетки ребер. Эти типы радиаторов почти так же надежны, как цельнометаллические, но стоят немного дороже. Celsia специализируется на радиаторах этого типа.

Теплоотводы по производственному процессу

Наиболее распространенными методами производства радиаторов, используемых в сочетании с тепловыми трубками или паровыми камерами, являются обработка на станках с ЧПУ, ковка, литье под давлением, ребро с застежкой-молнией, экструдирование, склеивание и шлифование.

Типы радиаторов в зависимости от производственного процесса

Обработанный радиатор с ЧПУ

Сложные варианты конструкции, а также высокая теплопроводность являются двумя основными преимуществами радиаторов с ЧПУ. Они довольно дороги в производстве и имеют относительно низкую производительность, что исключает их использование в качестве опции для недорогих и / или крупносерийных продуктов.

Кованые радиаторы и литые под давлением

Как и кованые радиаторы, литые под давлением радиаторы предлагают низкую удельную стоимость для крупносерийного производства.Тем не менее, предварительная стоимость инструмента непомерно высока для малых и средних партий. Радиаторы, изготовленные методом литья под давлением и холодной ковки, обладают очень хорошими тепловыми характеристиками. Кованые радиаторы предлагают хорошую гибкость конструкции для сложных радиаторов, в то время как литые под давлением радиаторы ограничены более толстыми ребрами, что делает их идеальными для крышек корпусов, используемых в приложениях с естественной конвекцией.

Радиатор с ребрами на молнии

Радиаторы с ребрами с застежкой-молнией, которые являются фаворитом в сочетании с тепловыми трубками или паровыми камерами, имеют малый вес и позволяют создавать тонкие, плотно расположенные ребра и легко интегрируются с двухфазными устройствами.Паровые камеры могут использоваться в качестве основы для ребер, в то время как тепловые трубки могут проходить через центр ребер для эффективного рассеивания тепла. Стоимость оснастки и цена за единицу приемлемы.

Радиатор со скошенными ребрами

Отличные термические свойства, тонкие ребра, высокое соотношение сторон ребра и низкая стоимость инструментов — отличительные черты радиаторов с ребрами жесткости. Однако плавники могут легко погнуться.

Теплоотвод с ребрами жесткости

Когда требуется очень большой радиатор, скорее всего, решение проблемы с ребрами жесткости.Еще одно преимущество — основание может быть выполнено из другого материала, чем ребра.

Экструдированный радиатор

Экструдированный радиатор невероятно экономичен, но при этом предлагает ограниченную гибкость конструкции без дополнительных операций, таких как обработка с ЧПУ.

Ссылки по теме

Радиатор — обзор

1 Требования к материалам радиатора

Радиаторы поддерживают электронные устройства и обеспечивают отвод тепла.Для больших радиаторов, таких как те, которые используются с печатными платами, важными свойствами являются прочность и жесткость (радиаторы печатных плат также называют тепловыми плоскостями и холодными пластинами). Постоянное увеличение плотности упаковки привело к необходимости в материалах с высокой теплопроводностью. Кроме того, для минимизации термических напряжений, которые могут вызвать отказ компонента или припоя, желательно, чтобы упаковочные материалы имели коэффициенты теплового расширения (КТР), соответствующие коэффициентам теплового расширения (КТР) керамических компонентов, таких как подложки и резисторы, а также поддерживаемые ими полупроводники.Кроме того, низкая плотность желательна во многих приложениях, особенно в мобильных системах, таких как портативные компьютеры, портативные телефоны и авионика. Снижение веса также сводит к минимуму потенциально опасные напряжения, возникающие в результате ударных нагрузок, которые могут возникнуть во время транспортировки и по другим причинам. Конечно, низкая стоимость также является ключевым моментом. Традиционные материалы, используемые в электронной упаковке, не отвечают всем этим требованиям. В ответ на эту потребность были разработаны и продолжают разрабатываться новые материалы, особенно композиты.

Композитный материал можно определить как два или более материала, соединенных вместе (Kelly 1988). Композиты не новость в электронной упаковке. Например, композиты с полимерной матрицей (PMC) в виде полимерных печатных плат, армированных стекловолокном, являются хорошо зарекомендовавшими себя упаковочными материалами. Точно так же к полимерам добавляют различные частицы для уменьшения КТР и увеличения теплопроводности, электропроводности или того и другого. Эти материалы представляют собой усиленные частицами PMC. Были разработаны композиты, которые обеспечивают уникальное сочетание свойств, что делает их отличными кандидатами для использования в качестве радиаторов.

Четыре ключевых класса композитных материалов — это PMC, композиты с металлической матрицей (MMC), композиты с керамической матрицей (CMC) и композиты с углеродной матрицей (CAMC), которые включают углерод / углеродные композиты (CCC). PMC, MMC и CCC — ключевые композиты, представляющие интерес для управления температурным режимом.

Рисунок 1, на котором показана зависимость теплопроводности от КТР для различных материалов, используемых в электронике, иллюстрирует ограничения традиционных упаковочных материалов. Чтобы минимизировать термические напряжения в упаковке, необходимо согласовать КТР полупроводников, таких как кремний и арсенид галлия, и керамики, используемой для подложек, таких как оксид алюминия, бериллий и нитрид алюминия.Эти материалы имеют КТР в диапазоне примерно 3-7 ppmK ^-1 (заштрихованная область). Алюминий и медь обладают хорошей теплопроводностью, но, как показано на рис. 1, КТР намного выше желаемого.

Рис. 1. Зависимость теплопроводности от CTE для материалов, используемых в электронной упаковке (воспроизведено с разрешения John Wiley and Sons из «Справочника инженеров-механиков», 2-е изд., 1998 г.).

Традиционные материалы с низким CTE включают «Ковар», сплав никель-железо и смеси меди и вольфрама (Cu – W) или меди и молибдена (Cu – Mo).Ковар имеет низкую теплопроводность и плотность намного выше, чем у алюминия. Чтобы получить материалы с низким КТР и более высокой теплопроводностью, чем у Ковара, медь смешивают с вольфрамом или молибденом. Используются процессы как инфильтрации жидким металлом, так и порошковой металлургии. Поскольку эти две составляющие не являются полностью легированными, эти материалы можно рассматривать как композиты. То есть они удовлетворяют определению композитного материала как два или более материала, соединенных вместе. Для ясности материалы, состоящие из двух различных металлов, соединенных вместе, будут называться композитами металл / металл.Термин MMC зарезервирован для металлов, армированных углеродными или керамическими волокнами или частицами. Таблица 1, основанная на данных Zweben (1998b), содержит более подробную информацию о свойствах многих материалов на рис. 1.

Таблица 1. Свойства выбранных электронных упаковочных материалов. ^a

86 −1871 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 9181 частей на миллион K ⁻¹ )9 100–19113 6,53

Армирование	Матричное или монолитное	Теплопроводность	CTE	Модуль	Специфический
	материал	(ГПа)	Плотность
	Кремний	150	4.1		2,3
	Глинозем	20	6,7	380	3,9
	Алюминий	120	23	400	400	17	117	8,9
	Эпоксидный	1,7	54	3	1,2
	«Ковар»	17	17	17	17	131	8,3
Медь	Вольфрам	167	6,5	248	16,6
Медь	3
Медь	3 9192 911 9193 9011 9192 9193 9011 9011 9193 9193 9193 9011 9011 9192 9193	Бериллий	Алюминий	210	13,9	179	2,1
«Инвар»	Серебро	153	6.5	110	8,8
Углеродные волокна (K1100)	Эпоксидная смола	300	-1,1	186	1,8
Углеродные волокна (K11319 919 9019 9019	158	7,2
Углеродные волокна (K1100)	Алюминий	290	6,5	131	2,5
Прерывистые углеродные волокна (K1100 919) 9019 419 919 919 9019 919 7	30–50	1.6
Углеродные волокна (K1100)	Углерод	350	−1,0	255	1,9
Частицы кремния	Алюминий	126–160	2,5–2,6
частицы SiC	Алюминий	170–220	6,2–7,3	225–265	3,0
Частицы бериллия	3	31	330	2,6

Источник: Zweben (1998b).

Обратите внимание, что, хотя теплопроводность Cu – W и Cu – Mo намного выше, чем у Kovar, они находятся в диапазоне алюминиевых сплавов. Более высокие значения, наряду с низким CTE и плотностью, желательны для многих приложений.

На рис. 1 показано несколько материалов с КТР в желаемом диапазоне и значительно более высокой теплопроводностью, чем у традиционных материалов: медь, армированная углеродным волокном (C / Cu), алюминий, армированный углеродным волокном (C / Al), алмазные частицы. -армированная медь ((Diamond) p / Cu) и бериллий, армированный частицами бериллия ((BeO) p / Be).Есть ряд других материалов, которые обладают высокой теплопроводностью, но лежат за пределами заштрихованной области. Помимо серебра, алюминия и меди, они включают пиролитический графит, композиты углерод / углерод (C / C), эпоксидную смолу, армированную углеродным волокном (C / Ep) и, конечно же, алмаз.

Для сравнения упаковочных материалов в приложениях, для которых важны как теплопроводность, так и плотность, полезным показателем качества является удельная теплопроводность, которая определяется как теплопроводность, деленная на плотность (для простоты мы используем безразмерный удельный вес). .Материалы с высокой удельной теплопроводностью желательны в приложениях с критическим весом. На рис. 2 показана зависимость удельной теплопроводности упаковочных материалов от КТР. Как показано на рис. 2, удельная теплопроводность традиционных упаковочных материалов с низким КТР, таких как Ковар, Cu – W и Cu – Mo, очень низка. Однако низкая плотность многих композитов в сочетании с их высокой теплопроводностью улучшает их взаимное расположение. Фактически, удельная теплопроводность некоторых композитов более чем на порядок больше, чем у традиционных материалов, таких как Ковар, Cu – W и Cu – Mo.

Рис. 2. Удельная теплопроводность (теплопроводность, деленная на удельный вес) как функция теплового расширения для материалов, используемых в электронной упаковке (воспроизведено с разрешения John Wiley and Sons из «Справочника инженеров-механиков», 2-е изд., 1998 г. ).

Существует эмпирическое правило, согласно которому улучшение критического свойства на порядок приводит к революционным изменениям в технологии. Поэтому неудивительно, что композиты все чаще используются в электронной упаковке.

Ключевым преимуществом некоторых композитов является то, что они могут использоваться в процессах, которые производят детали, имеющие окончательную желаемую форму (процессы конечной формы) или которые требуют лишь небольшого количества механической обработки (процессы почти чистой формы).