Was ist aktive Kühlung?
Kühlsysteme sind ein wesentlicher Bestandteil vieler Aspekte der modernen Gesellschaft, einschließlich Autos, Computern und Gebäuden. Kühlsysteme werden im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt: aktiv und passiv. Aktive Kühlung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der angetriebene Geräte wie Lüfter oder Pumpen verwendet werden. Passive Kühlung überträgt Wärme ohne zusätzlichen Energieverbrauch.
Aktive Kühllösungen sind in der heutigen Gesellschaft alltäglich. Diese Systeme nutzen Energie, um den Wärmeübergang zu beeinflussen, normalerweise durch Wärmeleitung oder Konvektion. Leitung tritt auf, wenn Wärmeenergie zwischen Atomen unterschiedlicher Energieniveaus ausgeglichen wird. Über ein elektrisches Auge Wasser zum Kochen zu bringen, ist ein häufiges Beispiel für das Leiten. Konvektion findet statt, wenn wärmeres Material von einer Wärmequelle weggedrückt wird, wie wenn heiße Luft über eine Heizung steigt.
Eine alltägliche Verwendung der aktiven Kühlung ist das System, das einen Kraftfahrzeugmotor am Laufen hält. Die Verbrennung erzeugt viel Wärme und ohne Kühlung würde sich ein Automotor schnell festsetzen. Um den Motor kühl zu halten, wird mit Kühlmittel gemischtes Wasser durch den Motorraum gepumpt, wo es Wärme durch Wärmeleitung aufnimmt. Das überhitzte Wasser wird dann zum Kühler gepumpt, um durch Luftstrom gekühlt zu werden. Dies ist eine aktive Kühllösung, da die Wasserpumpe Energie verbraucht.
Ein weiteres Beispiel für eine aktive Kühlung ist das Klimaanlagensystem (AC) in einem Haus oder Büro. Während diese Systeme unterschiedliche Grundkonstruktionen verwenden können, wird die Luft bei den meisten Wechselstromkühlungen gekühlt und mithilfe von Lüftern durch das Gebäude gedrückt. Dieser Prozess der erzwungenen Konvektion ist eine der am häufigsten verwendeten aktiven Kühlmethoden.
Viele aktive Kühlsysteme arbeiten mit passiven Kühlelementen zusammen, um effektiver zu funktionieren. Beispielsweise wird ein passiver Kühlkörper verwendet, um Wärme von einem Computerprozessor abzuleiten. Während die Wärme durch den Kühlkörper strahlt, bläst ein Lüfter Luft um den Kühlkörper, um ihn kühler zu halten. Zusätzliche Lüfter zirkulieren normalerweise Luft durch das Computergehäuse, sodass die erwärmte Luft aus dem System gedrückt wird. Diese Art der Kühlung wird in vielen Geräten der Unterhaltungselektronik verwendet und ist ein Grund, warum diese Geräte oft so laut sind.
Neue Technologien legen einen Schwerpunkt auf passive Kühllösungen, da diese Systeme im Allgemeinen weniger Energie verbrauchen. Viele neue Gebäude verfügen über Konstruktionsmerkmale, die eine natürliche Wärmeübertragung ermöglichen, anstatt Lüfter oder Wechselstrom zu verwenden. Ein gutes Beispiel dafür sind First-Vent-Lüfter im Vergleich zu Dachboden-Fans in einem Haus. Die Firstentlüftungen lassen die Wärme aus dem Dachboden entweichen, ohne dass zusätzliche Energie für die Stromversorgung eines Lüfterblatts benötigt wird. Passive Systeme können im Vergleich zu aktiven Kühlsystemen häufig Geld und Energie sparen.