Was ist ein Wärmeverteiler?

Ein Wärmeverteiler ist ein Gerät, das die Wärmeabfuhr von einer Wärmequelle in ein Wärmeaustauschmedium unterstützt. Dies ist eine recht komplexe Art zu sagen, dass ein Wärmetauscher dazu beiträgt, Geräte oder Ausrüstungen kühl oder in einigen Fällen heiß zu halten, indem Wärme von dort, wo sie erzeugt wird, nach dort geleitet wird, wo sie benötigt wird. Dies ist normalerweise erforderlich, wenn das Wärmeaustauschmedium oder der Ort, an den die Wärme gebracht werden muss, nicht in der Lage ist, die erforderliche Wärmemenge allein zu absorbieren. Gute Beispiele für diese Theorie sind die Kupferbasis auf Edelstahlkochgeschirr oder die Lamellenkühlkörper auf elektronischen Hochstromkomponenten. Die Kupferbasis hilft dem rostfreien Topf, Wärme zu absorbieren und zu speichern, und der Kühlkörper hilft dem Mikroprozessor, Wärme abzuleiten.

Wärmeübertragung oder vielmehr angemessene Wärmeübertragung ist nicht immer so einfach, wie es scheinen mag. Um genügend Wärme von einem Medium oder Material in ein anderes zu bringen oder von diesem wegzuleiten, ist eine Reihe von technischen Faktoren erforderlich, die das Problem zuweilen völlig durcheinander bringen können. Das Hauptproblem in dieser Hinsicht ist der Unterschied in der Wärmestromdichte verschiedener Materialien. Einfach ausgedrückt bedeutet dies, dass einige Materialien eine viel größere Fläche als andere benötigen, um die gleiche Wärmemenge aufzunehmen. Die üblicherweise an elektronischen Bauteilen montierten Kühlkörper oder die Rippen einer Ölheizung oder eines Ölkühlers sind Beispiele dafür, wie die Wärmeverteilertheorie dieses Problem umgeht.

Beispielsweise erzeugt die Oberfläche eines Transistors mit hoher Verstärkung viel mehr Wärme, als die mit ihm in Kontakt stehende Luft über einen bestimmten Zeitraum absorbieren kann. Um dieses Phänomen zu umgehen, ist am Transistor ein Wärmeverteiler oder ein Kühlkörper angebracht. Dies ist typischerweise eine schwere Kupfer- oder Aluminiumbasis mit einer großen Anzahl von Rippen, die von ihrer Oberfläche hervorstehen. Dadurch wird eine große Zunahme des Luftvolumens erreicht, das der Wärmequelle ausgesetzt ist, wodurch die Differenz der Wärmestromdichte zwischen dem Transistor und der Luft aufgehoben wird. Auf diese Weise wird der Kopfstreuer zum primären Wärmetauschermechanismus, der dem sekundären Wärmetauscher, der Luft, dabei hilft, die erzeugte Wärmeenergie effektiv zu absorbieren.

Offensichtlich ist die Verwendung von Wärmeverteilern auf Anwendungen beschränkt, bei denen das sekundäre Austauschmedium die Wärmestromdichtedifferenzen zwischen ihm und dem Wärmequellenmaterial nicht überwinden kann. Wärmeverteilermaterialien sollten gute Wärmeleiter sein, und das Oberflächenprofil muss ziemlich sorgfältig berechnet werden, um die maximale Exposition und Zirkulation zu gewährleisten. Die Verbindung zwischen der Wärmequelle und dem Streuer muss auch einen möglichst effizienten Wärmedurchgang gewährleisten. Zu diesem Zweck werden Wärmeübertragungspasten häufig auf die Oberflächen aufgebracht, bevor der Wärmeverteiler angebracht wird.