La settimana scorsa abbiamo avuto una breve conversazione con alcuni predecessori di esperti di raffreddamento per i nostri prodotti per camere di prova, ci sono alcuni suggerimenti per la scelta del sistema di raffreddamento quando progettiamo i nostri prodotti. Di fronte alla concorrenza tesa, dobbiamo ricontrollare e ricontrollare i nostri costi quando facciamo un preventivo per il cliente. Il costo è l'elemento primario affinché ogni fornitore possa aggiudicarsi un progetto. Materiali, tecniche (design+ingegneria), carenze sarebbero i principali elementi di costo. Tenendo conto di questi fattori, le tecniche forse rappresentano la principale distinzione per ogni fornitore.
Le tecniche a volte possono regolare i conti per alcune imprese quando si gareggia per un contratto. Pertanto, come ottenere un'offerta con successo sulle tecniche, questo è molto importante. Per l'industria delle apparecchiature per prove climatiche, i progetti VA e VE sono molto importanti per le gare d'appalto. La scelta del sistema di raffreddamento ad acqua o del sistema di raffreddamento ad aria con un design personalizzato è di fondamentale importanza. Qui il responsabile dell'ingegnere climatico di Danble ti fornirà alcuni suggerimenti per la scelta del sistema di raffreddamento.
Per prima cosa controlliamo alcuni refrigeranti soggetti a restrizioni dalle convenzioni internazionali:
R12:
Ha un grande effetto distruttivo sullo strato di ozono ed è stato eliminato dalla comunità internazionale. Non può essere utilizzato per scopi come la dissipazione del calore di esportazione.
R22:
Sebbene sia ancora utilizzato in alcune vecchie apparecchiature, è distruttivo per lo strato di ozono. Secondo le disposizioni delle convenzioni internazionali come il Protocollo di Montreal, la sua produzione e il suo utilizzo vengono gradualmente ridotti e anche la sua esportazione è severamente limitata. In molti paesi sviluppati è stata vietata l’importazione di apparecchiature di refrigerazione contenenti R22.
Limitato dalle normative di paesi specifici:
R134a:
L’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente stabilisce che, dopo la firma della norma finale il 5 ottobre 2023, l’uso di idrofluorocarburi (HFC) con elevato potenziale di riscaldamento globale (GWP) in aerosol, schiume e prodotti e apparecchiature di refrigerazione, condizionamento dell’aria e pompe di calore sarà limitato. L'R134a ha un valore GWP elevato. Nell'ambito della restrizione, la vendita, la distribuzione o l'esportazione dei relativi prodotti e attrezzature sarà vietata tre anni dopo la data di produzione o delle restrizioni all'importazione.
Pericoli per la sicurezza
R290 (propano):
Presenta un'elevata infiammabilità e rischio di esplosione e il suo livello di sicurezza è A3. Presenta grandi rischi per la sicurezza durante l'esportazione, il trasporto e l'uso. Molti paesi hanno rigide restrizioni e requisiti normativi sul suo utilizzo e importazione e non può essere utilizzato a piacimento per le prese di dissipazione del calore.
R32:
È meno infiammabile dell'R290, ma è comunque un refrigerante infiammabile. Una volta che fuoriesce e si mescola con l'ossigeno nell'aria fino a un certo intervallo di concentrazione, brucerà rapidamente o addirittura esploderà quando incontra fiamme libere, scintille elettriche o altre fonti di accensione. Anche la sua esportazione è soggetta ad alcune restrizioni.
Tra i radiatori esportati, la frequenza di utilizzo del raffreddamento ad aria e del raffreddamento ad acqua non può essere generalizzata e sarà influenzata da molti fattori:
Scenari applicativi
Nel campo dell'elettronica di consumo: ad esempio nei radiatori delle CPU dei computer, viene utilizzato più frequentemente il raffreddamento ad aria. Perché per la maggior parte dei consumatori comuni, come gli uffici quotidiani e l'intrattenimento leggero, i radiatori raffreddati ad aria possono sostanzialmente soddisfare le esigenze di dissipazione del calore e presentano i vantaggi di basso costo, facilità di installazione e nessuna necessità di ulteriore costruzione e manutenzione di complessi sistemi di circolazione del raffreddamento ad acqua. Pertanto, i radiatori dei normali computer desktop e portatili esportati in grandi quantità sono per lo più raffreddati ad aria.
Nel campo dell'informatica industriale e ad alte prestazioni: nei server dei data center, nei computer di controllo industriale di fascia alta e in altre apparecchiature con requisiti di dissipazione del calore estremamente elevati, vengono utilizzati più frequentemente radiatori raffreddati ad acqua. Poiché questi dispositivi funzionano a lungo a carico elevato e generano un calore enorme, la dissipazione del calore raffreddata ad acqua può mantenere meglio il funzionamento stabile dell'apparecchiatura con le sue efficienti prestazioni di dissipazione del calore e garantire che le prestazioni di elaborazione non diminuiscano a causa del surriscaldamento. Sebbene il suo costo sia elevato e la struttura sia relativamente complessa, è ampiamente utilizzato in scenari con severi requisiti di prestazioni e stabilità. I radiatori raffreddati ad acqua sono spesso dotati di apparecchiature correlate ad alte prestazioni esportate.
In termini di differenze regionali nel mercato
Mercati di consumo nei paesi sviluppati in Europa e negli Stati Uniti: nei normali computer domestici e in altri prodotti, i radiatori raffreddati ad aria sono più accettati e utilizzati più frequentemente. Ciò è dovuto principalmente al fatto che ci sono molti appassionati di computer fai-da-te in Europa e negli Stati Uniti. I radiatori raffreddati ad aria sono facili da installare e sostituire da soli e i costi della manodopera locale sono elevati. In caso di perdite e altri guasti, i costi di riparazione dei radiatori raffreddati ad acqua sono relativamente più problematici e costosi. Tuttavia, nei settori degli e-sport di fascia alta e delle apparecchiature di elaborazione grafica professionale, è in aumento anche l'applicazione della dissipazione del calore con raffreddamento ad acqua.
Paesi con mercati emergenti in Asia: con il rapido sviluppo del settore degli e-sport, la domanda di radiatori raffreddati ad acqua nell’esportazione di sistemi informatici di fascia medio-alta e relative apparecchiature ad alte prestazioni è cresciuta rapidamente e la frequenza di utilizzo ha una chiara tendenza al rialzo. I consumatori perseguono maggiormente l'effetto finale di dissipazione del calore per garantire che le prestazioni dell'apparecchiatura siano pienamente utilizzate. Tuttavia, dal punto di vista complessivo della quantità, i radiatori raffreddati ad aria occupano ancora una quota importante nell’esportazione di prodotti di consumo ordinari a causa di fattori come i prezzi accessibili.
Trasporti e fattori di costo
Comodità del trasporto:
La struttura dei radiatori raffreddati ad aria è relativamente semplice e compatta e non è facile essere danneggiata da urti, collisioni, ecc. durante il trasporto all'esportazione. Pertanto, presenta maggiori vantaggi in alcune attività di esportazione su larga scala e a lunga distanza che hanno requisiti elevati in termini di costi di trasporto e integrità del prodotto. Da questo punto di vista, la frequenza di utilizzo è relativamente alta. Tuttavia, i radiatori raffreddati ad acqua richiedono un imballaggio e una protezione più adeguati durante il trasporto a causa della presenza di tubi dell'acqua, serbatoi dell'acqua e altri componenti, altrimenti è facile causare danni ai componenti e perdite.
Fattori di costo:
Il costo complessivo di produzione e il costo di manutenzione post-vendita dei radiatori raffreddati ad aria sono inferiori. Per alcuni mercati di esportazione sensibili al prezzo, come i computer di fascia bassa e i piccoli elettrodomestici nei paesi in via di sviluppo, i radiatori raffreddati ad aria sono più comunemente utilizzati, il che li rende superiori rispetto ai radiatori raffreddati ad acqua in termini di quantità di esportazioni e frequenza di utilizzo.
In generale, tra i radiatori esportati, i radiatori raffreddati ad aria sono utilizzati più frequentemente in alcuni scenari applicativi ordinari e di fascia bassa, ma sta gradualmente aumentando anche la percentuale di radiatori raffreddati ad acqua nei settori di fascia alta, ad alte prestazioni e esigenti di dissipazione del calore.
Il refrigerante viene utilizzato nel raffreddamento ad aria o nel raffreddamento ad acqua?
Il refrigerante viene utilizzato principalmente nel raffreddamento ad acqua, ma può anche essere coinvolto in alcuni scenari speciali di raffreddamento ad aria. Quella che segue è un'introduzione dettagliata:
Applicazione nel raffreddamento ad acqua
Nel sistema di raffreddamento ad acqua, il refrigerante svolge un ruolo chiave nel trasferimento del calore. Il raffreddamento ad acqua è solitamente composto da componenti come testa di raffreddamento ad acqua, tubo dell'acqua, pompa dell'acqua, serbatoio dell'acqua e dissipatore di calore. Il suo principio di funzionamento è quello di mettere la testa di raffreddamento ad acqua a stretto contatto con la fonte di calore (come CPU del computer, chip del server, ecc.), assorbire calore e aumentare la temperatura del refrigerante interno (comune come acqua deionizzata, soluzione acquosa di glicole etilenico, ecc.). Il refrigerante riscaldato scorre nell'intera tubazione di circolazione del raffreddamento ad acqua azionata dalla pompa dell'acqua e scorre verso il dissipatore di calore. Il calore viene dissipato nell'aria circostante utilizzando le alette di dissipazione del calore e le ventole sul dissipatore di calore. Dopo che il refrigerante ha rilasciato calore qui, la temperatura scende e poi rifluisce nella testa di raffreddamento dell'acqua per continuare a circolare, sottraendo costantemente il calore generato dalla fonte di calore. Pertanto, il refrigerante è una parte indispensabile per il normale funzionamento del sistema di raffreddamento ad acqua e per ottenere un'efficiente dissipazione del calore.
Applicazioni speciali nel raffreddamento ad aria
Nei radiatori di raffreddamento ad aria convenzionali, come i radiatori a pressione verso il basso o i radiatori di raffreddamento ad aria a torre comunemente visti sui computer, il calore viene rimosso principalmente mediante convezione naturale o forzata dell'aria attraverso alette e ventole di raffreddamento e non è richiesto refrigerante. Tuttavia, in alcuni scenari applicativi speciali di raffreddamento ad aria, come la parte del condensatore raffreddato ad aria di grandi apparecchiature di refrigerazione industriale, il ciclo di refrigerazione interno è in realtà simile al principio del sistema di raffreddamento ad acqua, ma la dissipazione del calore finale avviene attraverso il raffreddamento ad aria, ovvero la ventola soffia aria attraverso le alette di raffreddamento del condensatore per rimuovere il calore trasportato dal refrigerante (refrigeranti comuni come freon e ammoniaca, che circolano nel sistema di refrigerazione per ottenere il trasferimento e lo scambio di calore). In questo caso, il refrigerante svolge un ruolo fondamentale nel trasferimento di calore nell’intero sistema di refrigerazione e dissipazione del calore, ma questa situazione è relativamente meno intuitiva e ampiamente utilizzata rispetto al sistema di raffreddamento ad acqua.
In generale, il refrigerante è un componente base e convenzionale nel raffreddamento ad acqua e viene utilizzato solo in sistemi complessi che comportano una refrigerazione specifica e una dissipazione del calore nel raffreddamento ad aria.
