Aktive Kühlung

Bei aktiver Kühlung wird die Wärmeenergie von der zu kühlenden Komponente mit Hilfe eines Lüfters oder einer Pumpe abtransportiert. Sie ist der passiven Kühlung leistungsmäßig weit überlegen.

Aufbau

Im Regelfall besteht eine aktive Kühlung aus folgenden Komponenten:

  • Das Kühlmittel kann aus Luft, Wasser oder einer speziellen Kühlflüssigkeit bestehen, welche meist noch für eine Schmierung der Bauteile sorgt.
  • Ein Lüfter oder eine Pumpe erzeugt einen Kühlmittelstrom, der den Wärmeübertrager Radiator durchströmt und das Kühlmedium auf seine Ausgangstemperatur herunterkühlt, oder aber durch den Luftstrom das zu kühlende Bauteil direkt kühlt.

Leistungsvergleich

Die folgende Tabelle zeigt am Beispiel von Senderöhren für verschiedene Kühlungsarten den Aufbau der Anode und die maximale spezifische Belastbarkeit.

Kühlungsart Anodenart max. spezifische Belastbarkeit
Strahlung Graphit, Molybdän 10 W / cm²
Druckluft Außenanode aus Cu mit Kühlrippen 50 W / cm²
Wasser- oder Ölkühlung Außenanode aus Cu, von Kühlflüssigkeit umströmt 100 W / cm²
Siedekühlung Außenanode aus Cu, Wasser wird verdampft 500 W / cm²

Die mit Abstand größte Belastbarkeit ergibt sich bei der Siedekühlung. Hierbei wird sehr viel Energie beim Verdampfen des flüssigen Kühlmediums ausgenutzt, um auf diese Weise eine hohe Leistungsdichte an das Kühlmittel (meistens Wasser) abgeben zu können.

Funktionsprinzip Flüssigkühlung

Hauptartikel Wasserkühlung

Das Kühlmedium (Wasser, Kühlmittel) wird mit Hilfe einer Pumpe durch diverse Leitungen an das zu kühlende Bauteil befördert. Dort umströmt es entweder das Bauteil direkt oder fließt durch einen speziellen Aufsatz am zu kühlenden Bauteil (z.B. Prozessor in einer PC-Wasserkühlung).

Hierbei nimmt das Kühlmittel die Wärme des Bauteils auf und transportiert sie beim Weiterfließen ab. Das Kühlmittel fließt anschließend, (bei nur einer zu kühlenden Komponente), durch den Radiator, der entweder aktiv mit Lüfter oder passiv ohne Lüfter - dafür aber mit vergrößerter Oberfläche - ausgelegt sein kann.

Durch den Radiator kann das Kühlmedium die Wärme an die Umgebung abgeben. Ein Temperaturgefälle ist dazu immer notwendig; je größer das Temperaturgefälle, desto größer die Wärmemenge, die je Zeiteinheit und Fläche übertragen werden kann.


Siehe auch: Luftkühlung, Siedekühlung,Schaltschrankklimatisierung


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