Che cos'è il raffreddamento attivo?
I sistemi di raffreddamento sono una parte vitale di molti aspetti della società moderna, tra cui automobili, computer ed edifici. I sistemi di raffreddamento sono generalmente divisi in due tipi: attivo e passivo. Il raffreddamento attivo è un tipo di trasferimento di calore che utilizza dispositivi alimentati come ventole o pompe. Il raffreddamento passivo trasferisce il calore senza utilizzare energia aggiuntiva.
Le soluzioni di raffreddamento attivo sono all'ordine del giorno nella società contemporanea. Questi sistemi funzionano utilizzando l'energia per influenzare un qualche tipo di trasferimento di calore, di solito per conduzione o convezione. La conduzione si verifica quando l'energia termica viene equalizzata tra atomi di diversi livelli di energia. Portare l'acqua a ebollizione sopra un occhio elettrico è un esempio comune di conduzione. La convezione avviene quando la materia più calda viene allontanata da una fonte di calore, come quando l'aria calda sale sopra un riscaldatore.
Un uso quotidiano del raffreddamento attivo è il sistema che fa funzionare un motore automobilistico. La combustione interna genera una grande quantità di calore e, senza il raffreddamento, un motore dell'auto si bloccherebbe rapidamente. Per mantenere il motore freddo, l'acqua miscelata con il refrigerante viene pompata attraverso il vano motore, dove assorbe il calore per conduzione. L'acqua surriscaldata viene quindi pompata al radiatore per essere raffreddata dal flusso d'aria. Questa è una soluzione di raffreddamento attiva a causa dell'energia utilizzata dalla pompa dell'acqua.
Un altro esempio di raffreddamento attivo è il sistema di climatizzazione (AC) in una casa o in ufficio. Mentre questi sistemi possono utilizzare diversi design di base, la maggior parte del raffreddamento CA funziona raffreddando l'aria e usando i ventilatori per forzarlo attraverso l'edificio. Questo processo di convezione forzata è uno dei metodi di raffreddamento attivo più comunemente utilizzati.
Molti sistemi di raffreddamento attivo funzionano in tandem con elementi di raffreddamento passivi per funzionare in modo più efficace. Ad esempio, un dissipatore di calore passivo viene utilizzato per trasferire il calore lontano da un processore del computer. Mentre il calore si irradia attraverso il dissipatore di calore, una ventola soffia aria intorno al lavandino per mantenerlo più fresco. In genere, le ventole aggiuntive fanno circolare l'aria attraverso il case del computer, quindi l'aria riscaldata viene spinta all'esterno del sistema. Questo tipo di raffreddamento viene utilizzato in molti dispositivi elettronici di consumo ed è uno dei motivi per cui questi dispositivi sono spesso così rumorosi.
La nuova tecnologia pone l'accento sulle soluzioni di raffreddamento passivo, poiché questi sistemi generalmente consumano meno energia. Molti nuovi edifici hanno caratteristiche di design che consentono il trasferimento di calore in modo naturale invece di utilizzare ventilatori o aria condizionata. Un buon esempio di ciò sono le prese d'aria della cresta contro i fan della soffitta in una casa. Le prese d'aria del crinale permettono al calore di sfuggire allo spazio della soffitta senza usare energia extra per alimentare una pala del ventilatore. I sistemi passivi possono spesso risparmiare sia sul denaro che sull'energia rispetto ai sistemi di raffreddamento attivi.