El disipador de calor es un intercambiador de calor pasivo que transfiere calor. El disipador de calor suele ser una pieza metálica que se puede unir a un dispositivo que libera energía en forma de calor, con el objetivo de disipar ese calor a un fluido circundante para evitar el sobrecalentamiento del dispositivo.

En muchas aplicaciones, el dispositivo es un componente electrónico (como: CPU, GPU, ASIC, FET, etc.) y el fluido que lo rodea es aire. El dispositivo transfiere calor al disipador de calor por conducción. El mecanismo principal de transferencia de calor desde el disipador de calor es la convección.

Dos tipos distintos de convección.

Convección natural - un método de transferencia de calor. No hay influencia de hechos externos. Este movimiento de moléculas en el fluido se debe a las diferencias entre densidades de diferentes regiones del mismo fluido. La densidad de un fluido disminuye cuando se calienta y viceversa.

Convección forzada - un método de transferencia de calor en el que los medios externos influyen en el movimiento del fluido. Allí, las fuentes externas como bombas, ventiladores, dispositivos de succión, etc. son útiles para generar el movimiento del fluido.

Los disipadores de calor están diseñados para aumentar significativamente el área de superficie de contacto entre sólido y fluido, lo que aumenta la oportunidad de transferencia de calor.

Construcción del disipador de calor

Hay muchos diseños de disipadores de calor, pero generalmente comprenden una base y varias protuberancias unidas a esta base. La base es la característica que interactúa con el dispositivo que se va a enfriar. El calor se conduce a través de la base hacia las protuberancias.

material del disipador de calor

Los disipadores de calor generalmente se construyen de cobre o aluminio. El cobre tiene una conductividad térmica muy alta, lo que significa que la tasa de transferencia de calor a través de los disipadores de calor de cobre también es muy alta. Si bien es más baja que la del cobre, la conductividad térmica del aluminio' sigue siendo alta y tiene los beneficios adicionales de menor costo y menor densidad, lo que lo hace útil para aplicaciones donde el peso es una preocupación importante.

(Disipador de calor de cobre)

(Disipador de calor de aluminio)

Métodos de fabricación de disipadores de calor.

Los disipadores de calor se pueden fabricar de diversas formas según el rendimiento, el costo y el volumen requeridos. Éstas incluyen:

Mecanizado - donde se utiliza una máquina CNC para cortar el metal

Extrusión - donde el metal se calienta y se empuja a través de un molde

Forja - donde el metal se calienta y se forma por presurización

Estampado - donde se corta la aleta de metal y luego se suelda a la base

Desbaste - donde se usa una cuchilla para cortar y empujar hacia arriba el único bloque de metal

Para problemas térmicos más complejos, se pueden emplear tubos de calor y cámaras de vapor dentro del ensamblaje del disipador de calor. Estos dispositivos son objetos sellados que contienen un fluido (generalmente agua) y utilizan la liberación de calor durante los cambios de fase del fluido para aumentar enormemente su conductividad en comparación con un objeto metálico sólido de la misma geometría.

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