Soğutucu (Heat Sink) Nedir?
Soğutucu (Heat Sink) sistemleri özellikle elektronik alanında çok ihtiyaç duyulan ekipmanlardır. Elektronik teknolojisindeki gelişme chiplerin çok daha hızlı ve yüksek verimle çalışmasını sağlamaktadır. Ancak chipler çalıştıkça ısınma sorunu meydana gelmektedir. Doğru bir şekilde soğutulmayan sistemler kısa sürede arızalanmaktadır. Arızaların önüne geçilmesi için sistemleri etkili bir şekilde soğutacak sistemler arasında pasif soğutma sistemleri ve aktif soğutma sistemleri bulunmaktadır. Heat Sink olarak bilinen soğutucu sistemi temel termodinamik prensiplerinden yararlanılarak tasarlanmaktadır.
Soğutucu (Heat Sink) Nasıl Çalışır?
Heat Sink (soğutucu) ekipmanlarının çalışma prensibi temel ısı yayılım prensiplerine dayanmaktadır. İletim (kondüksiyon), taşınım (konveksiyon) ve ışınım (radyasyon) en temel ısı iletim prensipleridir. Soğutucu sistemler üzerine yerleştirildiği malzemedeki fazla ısının kendi üzerine akmasını sağlar. Isının soğutucu blok üzerinde biriken ısı ise kendisinden daha az sıcak olan hava ile temas ederek taşınım yolu ile ısının sistemden uzaklaştırılmasını sağlamaktadır. Soğutucu bloklar genellikle ısı iletimi güçlü olan alüminyum ve bakır malzemelerden üretilmektedir. Bu sayede sıcak sistemdeki ısıyı çok daha hızlı bir şekilde uzaklaştırmaktadır. Soğutucu (Heat Sink) etkinliğini arttırmak için çeşitli yaprak tasarımları yapılarak malzemenin daha fazla temas yüzeyi ile taşınım düzeyi arttırılmaktadır.
Soğutucu (Heat Sink) Performansı Nasıl Belirlenir?
Isı her daim daha az yoğun olduğu ortama akma eğilimindedir. Maddelerin termal iletkenlik katsayıları [W/(m.K)] değerine göre ısıyı hızlı ya da daha yavaş bir şekilde iletmektedir. Soğutma da kullanılan malzemenin ısı iletim katsayısının fazla olması daha hızlı soğutma yapmasını sağlar. Soğutucu performansına etki eden diğer faktörler ise malzemenin ağırlığı, yüzey alanının genişliği, yüzeye yapılan kaplamanın ısı iletimine etkisidir. Yüzey alanı en önemli etmenlerden birisidir. Yüzey alanını genişletilmesi daha fazla akışkanla temas etmesini ve daha etkili soğutma yapılmasını sağlar. Bu nedenle Soğutucu (heat sink) tasarımı yapılırken yüzey alanını genişletecek ve akışı hızlandıracak şekilde üretim yapılmaktadır. Soğutucunun performansına etki eden bir dış faktör ise temas eden akışkanın akış hızıdır. Genellikle hava olan akışkan farklı sistemlerde su ve yağ olarak da kullanılmaktadır. Alüminyum soğutucu (Heat Sink) modellerinin performansları bu etmenlere göre değişmektedir.
