Dissipateur thermique
Si vous êtes arrivé jusqu’ici, vous vous demandez probablement ce que c’est, à quoi cela sert et comment fonctionne un dissipateur thermique.
Certains appareils comme les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables ou les systèmes de réfrigération industrielle subissent une surchauffe qui peut endommager le dispositif ; le dissipateur thermique aide à éviter cette chaleur excessive.
Dans cet article du blog d’Inditer, nous vous expliquons comment fonctionne un dissipateur thermique. Prenez papier et stylo et notez l’importance de ce dispositif pour n’importe quel appareil, même industriel.
Tout au long de cet article, vous découvrirez ce qu’est un dissipateur thermique, comment il fonctionne, quels types existent et quels sont les avantages de ce système.
Avant d’expliquer comment fonctionne un dissipateur thermique, nous allons expliquer ce qu’est cet élément.
Les systèmes de réfrigération industrielle fournissent à l’industrie un outil fondamental pour la conservation et le traitement d’innombrables produits que nous consommons quotidiennement.
L’un des composants fondamentaux de ces systèmes est le dissipateur thermique (condenseur), dont la mission est d’extraire la chaleur de la chambre vers l’extérieur, en se basant principalement sur la loi zéro de la thermodynamique.
Le dissipateur thermique est en réalité un échangeur de chaleur, qui extrait la chaleur d’un fluide et la cède à un autre (l’air ambiant, par exemple). Ou bien, il extrait la chaleur de l’environnement pour la céder à un fluide. Ces processus d’échange sont essentiels dans tout système de réfrigération industrielle.
En d’autres termes, ce dispositif est utilisé pour réduire la température de certains composants électroniques des appareils, température qui s’élève en raison de leur utilisation.
Sur le marché, nous pouvons trouver une grande variété de types de dissipateurs, selon les besoins et la structure de l’appareil : dissipateur à air, dissipateurs liquides, dissipateurs pour PC, dissipateurs à ailettes ou dissipateurs à caloduc (thermosiphon), entre autres.
Comme vous pouvez le constater, un condenseur peut être utilisé dans différents mécanismes ; cependant, dans cet article, nous parlerons du fonctionnement d’un dissipateur thermique dans l’industrie.
Fondamentalement, le fonctionnement d’un dissipateur thermique, et en général de tout échangeur, consiste à servir de mécanisme de transmission de chaleur de la source la plus chaude vers la source la plus froide.
Grâce à ce principe très basique, nous parvenons à chauffer ou à refroidir des fluides qui seront ensuite utilisés dans divers processus industriels.
Lorsqu’un appareil est en marche, l’un de ses composants électroniques commence à générer de la chaleur ; ce phénomène se produit parce que les électrons sont en contact avec le conduit, et il est connu sous le nom d’effet Joule.
En raison du choc entre les électrons et de l’énergie cinétique qui découle de ce phénomène, la chaleur augmente. Plus le niveau d’énergie est élevé, plus l’appareil produit de la chaleur en conséquence.
Un dissipateur thermique consiste en un bloc métallique (aluminium, cuivre, etc.) composé d’une pâte thermique qui est en contact direct avec l’appareil. Le dissipateur transfère l’énergie thermique d’un appareil vers un autre environnement plus froid.
En général, ces appareils intègrent un ou deux ventilateurs qui aident à dissiper la chaleur plus rapidement.
Il existe différents types de dissipateurs thermiques, tous très utilisés dans l’industrie pour le refroidissement de fluides dans une grande variété de processus industriels.
Les principaux systèmes de dissipateurs thermiques que nous pouvons trouver dans l’industrie sont les suivants :
Il existe deux types de dissipateurs thermiques : actif et passif.
Dans ce cas, le dissipateur utilise le rayonnement pour expulser la chaleur vers l’extérieur.
Savoir laquelle de ces deux catégories un appareil utilise est important pour comprendre comment fonctionne un dissipateur thermique, car il existe de légères différences entre les deux mécanismes.
Un dissipateur thermique peut également se différencier par le type de matériau dont il est fait, comme ceux détaillés ci-dessous :
L’acier est principalement utilisé pour les dissipateurs thermiques à calandre et tubes, bien que l’on puisse également trouver des dissipateurs thermiques à tubes et ailettes en acier, et même des plaques.
L’acier inoxydable est utilisé dans la fabrication de tout type de dissipateur thermique, son utilisation dépendant principalement de l’application et du type de fluide qui circulera à l’intérieur.
L’aluminium et le cuivre sont principalement utilisés dans les dissipateurs thermiques à tubes et ailettes, bien que l’on puisse également trouver des échangeurs à plaques fabriqués dans ce matériau.
Ce matériau est utilisé dans la fabrication de dissipateurs thermiques à tubes et ailettes.
Les deux éléments fabriqués dans ce matériau offrent un haut niveau de résistance à la corrosion et une conductivité élevée, mais, en revanche, ils ont un prix élevé. En résumé, il s’agit d’un matériau d’excellente qualité, mais moins économique que les précédents.
De plus, le cuivre est également utilisé dans la fabrication d’échangeurs à plaques.
Selon le processus de fabrication, on trouve les dissipateurs thermiques suivants :
Ce type de dissipateurs se compose, comme son nom l’indique, d’une calandre et de deux tubes. Les deux tubes sont montés à l’intérieur de la calandre, et l’axe des tubes est parallèle à celui de la calandre.
Voici comment fonctionne le dissipateur thermique à calandre et tubes : un type de fluide circule dans les tubes (flux interne) et un autre fluide circule à l’extérieur, dans la calandre (flux externe).
Ce type de dissipateur thermique est composé d’une série de tubes situés dans un courant d’air. Les tubes possèdent des ailettes qui permettent d’augmenter la surface d’échange thermique ainsi que le coefficient de transfert.
Le courant d’air peut être forcé par un mécanisme qui déplace l’air, ou bien se faire de manière naturelle.
Comment fonctionne un dissipateur thermique à tubes et ailettes ? S’il s’agit d’un ventilateur, celui-ci fait circuler l’air à travers les tubes à ailettes. Le fluide refroidi traverse les tubes jusqu’aux extrémités, où se trouvent les collecteurs.
De cette façon, la chaleur est transmise d’un environnement à un autre.
Le dernier type que nous verrons dans cet article pour savoir comment fonctionne un dissipateur thermique est celui à plaques.
Ce mécanisme se compose d’un ensemble de plaques fines assemblées ou de feuilles de métal ondulées qui présentent un indice de transfert élevé.
La forme de fabrication de ce dissipateur thermique permet de produire des flux turbulents qui dissipent la chaleur à des vitesses très réduites.
Comment fonctionne le dissipateur thermique à plaques ? Son fonctionnement est très simple : tandis que la chaleur descend par une plaque, dans la plaque adjacente, la chaleur (ou le fluide) circule en sens inverse ; de cette façon, les deux fluides ne se mélangent jamais, dissipant ainsi la chaleur.
L’un des aspects clés pour comprendre comment fonctionne un dissipateur thermique est de connaître le matériau dont il est fait et, bien sûr, selon le type de matériau, il sera plus ou moins efficace pour dissiper la chaleur.
Les matériaux les plus utilisés dans la fabrication d’échangeurs de chaleur sont principalement le cuivre et l’aluminium. Le cuivre est utilisé pour les tubes dans lesquels circule le fluide, et l’aluminium pour les ailettes d’échange.
Inditer utilise des tubes en cuivre européen de grands fabricants, car c’est un matériau clé qui définit la qualité finale de l’échangeur.
Comme nous l’avons annoncé au début de cet article, un dissipateur thermique peut avoir de nombreuses applications, étant très utilisé, surtout, dans les processus industriels.
Voici les principales applications d’un dissipateur thermique :
Le climatiseur est l’un des appareils qui contiennent, parmi leurs composants, un dissipateur thermique, plus précisément un évaporateur et un condenseur.
La fonction principale d’un radiateur est d’échanger de la chaleur entre l’eau et l’air. Lorsque l’eau entre dans les tuyaux, ceux-ci possèdent des ailettes soudées grâce auxquelles l’air froid est échangé contre un liquide plus chaud.
Les générateurs d’eau douce possèdent deux dissipateurs thermiques dans leur structure. L’un d’eux se trouve dans la partie basse de cet appareil, où l’on introduit un liquide comme, par exemple, de l’eau de mer qui va s’évaporer, et dans la partie haute, un autre dissipateur thermique pour condenser la vapeur.
Inditer se distingue comme leader dans le calcul, la conception et la fabrication d’échangeurs de chaleur (dissipateurs thermiques), où sa participation à d’innombrables projets a démontré un haut niveau de fiabilité dans les calculs et les conceptions réalisés.
Inditer travaille selon les spécifications du client, à partir desquelles une étude thermodynamique de l’échangeur est réalisée en apportant différentes solutions thermodynamiques avec un rendement élevé et un coût économique réduit.
À partir du calcul réalisé, Inditer effectue une conception soignée de chaque échangeur en s’adaptant aux besoins de conception les plus stricts préalablement spécifiés par le client.
L’optimisation du volume interne dans les dissipateurs thermiques est toujours un facteur à prendre en compte dans nos conceptions, car une réduction de la quantité de fluide frigorigène implique une réduction des émissions polluantes.
Comme mentionné précédemment, Inditer maîtrise tout le processus de conception, du calcul thermodynamique à la conception 3D et à la fabrication des composants, en utilisant pour cela des matières premières de première qualité et en soumettant les dissipateurs thermiques aux contrôles de qualité les plus stricts.
Tout cela confère une polyvalence absolue lorsqu’il s’agit d’apporter des solutions aux projets les plus complexes.
Maintenant que vous savez comment fonctionne un dissipateur thermique, si vous recherchez les meilleurs professionnels du secteur, vous êtes au bon endroit.
Inditer est l’une des entreprises bénéficiant de la plus grande reconnaissance dans l’industrie des échangeurs thermiques, avec plus d’une décennie d’expérience.
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