إلكترونيات مروحة التبريد

أنواع مراوح التبريد الإلكترونية

بشكل عام، مروحة التبريد الإلكترونية هي جهاز صغير يُستخدم لسحب الحرارة الناتجة عن جهاز إلكتروني. هناك فئتان رئيسيتان من مراوح التبريد بناءً على مبدأ عملهما: مراوح التبريد النشطة والسلبية. بينما تعتمد مروحة التبريد السلبية على القوى الطبيعية لتوفير تبريد كافٍ لجهاز إلكتروني، تستخدم مروحة التبريد النشطة القوة الميكانيكية. وعادةً ما يتم توليد هذه القوة من خلال ريش مروحة دوار.

• مُراوح التبريد السلبية

تُستخدم مراوح التبريد السلبية الحمل الحراري الطبيعي لتبريد جهاز إلكتروني. لا يتم تحريكها أو تدويرها بواسطة أي قوة ميكانيكية. بدلاً من ذلك، فهي تعتمد على حركة الهواء الطبيعية. عندما يتم إطلاق الحرارة في الغلاف الجوي، يحل الهواء البارد المحيط محل الهواء الساخن. توفر هذه العملية الطبيعية بعض التبريد لجهاز إلكتروني ولا تستهلك أي طاقة في هذه العملية.

• مُراوح التبريد النشطة

تُستخدم مراوح التبريد النشطة الكهرباء عبر طاقة DC أو AC لتبريد الأجهزة الإلكترونية. فهي تُقدم سرعة عالية وتدفق هواء كبير. تعمل مروحة التبريد النشطة عن طريق سحب الحرارة من الجسم. ثم يتم نقل الحرارة في اتجاه محدد، بينما يتم نقل الهواء البارد في الاتجاه المعاكس. عادةً ما يكون هناك حركة كبيرة للهواء، مما يساعد على ضمان مستوى كافٍ من التبريد لجهاز إلكتروني. يتم إدخال مراوح التبريد النشطة في جهاز أو تُثبت على جانبيه الخارجيين. تُستخدم المحامل والشفرات والغلاف والدوار والثابت للآلة. تستخدم مروحة التبريد النشطة نظامًا قائمًا على الضغط لضخ الهواء مباشرة في جهاز إلكتروني أو لسحب الهواء الساخن منه.

مواصفات وصيانة مراوح التبريد الإلكترونية

تختلف مواصفات مروحة التبريد وفقًا لنوعها والتطبيق المقصود. وتشمل المواصفات الأساسية الأبعاد والجهد ومستوى الضوضاء وتدفق الهواء والمادة والمحمل.

• الأبعاد: عادةً ما يتم التعبير عن أبعاد مروحة التبريد المصغرة بوحدات المليمتر. على سبيل المثال، يبلغ عرض مروحة 6020 60 ملم وارتفاعها 60 ملم، مع سمك 20 ملم. بشكل عام، كلما كانت الأبعاد أكبر، زاد تدفق الهواء.
• الجهد: يشير الجهد إلى الجهد DC المستخدم لتشغيل المروحة. يمكن أن يكون 5 فولت أو 12 فولت أو 24 فولت أو مستويات جهد أخرى. تُستخدم مروحة التبريد 12 فولت بشكل شائع في معالجات وحدات المعالجة المركزية للكمبيوتر، بينما تُوجد مروحة التبريد 5 فولت في الأدوات المحمولة مثل الهواتف الذكية والمكبرات الصوتية.
• الضوضاء: يتم قياس مستوى الضوضاء التي تُصدرها مراوح التبريد بوحدات الديسيبل (dB). تميل المروحة التي تعمل بجهد 12 فولت إلى أن تكون أكثر ضوضاءً من المروحة ذات الجهد الأقل. عادةً ما تعمل المروحة الهادئة أقل من 25 ديسيبل.
• تدفق الهواء: يتم قياس تدفق الهواء لهذا الجهاز الإلكتروني بوحدات القدم المكعبة في الدقيقة (CFM) أو اللتر في الدقيقة (LPM). يحدد تدفق الهواء كمية الهواء التي تُحركها المروحة. كلما زادت CFM أو LPM، زادت قدرة التبريد.
• المادة: تُصنع غلاف وشفرة مروحة التبريد بشكل أساسي من البلاستيك أو المعدن أو السيراميك. من بين البلاستيك الشائع ABS، وهو متين ومقاوم للصدمات، و PA66، وهو مادة نايلون ذات خاصية احتكاك منخفضة.
• المحمل: تشمل أنواع محامل المروحة المحمل الكروي والمحمل الأكمام والمحمل الهيدروديناميكي. تُصدر مراوح المحمل الأكمام ضوضاء أقل، بينما تتمتع مراوح المحمل الكروي بعمر افتراضي أطول. تُقدم المحامل الهيدروديناميكية توازنًا جيدًا بين العمر الافتراضي والضوضاء والأداء.

يمكن أن تساعد الصيانة المناسبة لمروحة التبريد على إطالة عمرها الافتراضي. غالبًا ما تقترح شركات تصنيع الأجهزة الإلكترونية ومصمميها بعض ممارسات الصيانة. أحد الممارسات الشائعة هو استخدام هواء مضغوط لتنظيف أي غبار أو حطام يستقر على شفرة المروحة. ممارسة أخرى هي فحص الأسلاك ومعرفة ما إذا كان هناك أي شد أو أجزاء مكشوفة. إذا كانت المروحة تحتوي على أي عائق، قم بإزالته برفق للسماح لها بالعمل بسلاسة. يُنصح المستخدمون بعدم محاولة إيقاف الشفرات الدوارة حيث قد يؤدي ذلك إلى تلف المحامل.

استخدامات مراوح التبريد الإلكترونية

مع الارتفاع المستمر في مستويات درجات الحرارة في جميع أنحاء العالم، تتزايد التطبيقات الصناعية والمنزلية لمراوح التبريد الإلكترونية.

تُزود كل سيارة الآن بمروحة تبريد للسيارة. تُظهر مدى أهمية الحفاظ على محرك السيارة عند درجة حرارة التشغيل. هناك طلب كبير في السوق على مراوح التبريد للسيارات. مع استمرار زيادة عدد سائقي السيارات سنويًا، يمكن لأصحاب الأعمال تلبية احتياجات السوق.

تُستخدم مراوح التبريد المحمولة في المنازل والمدارس والمكاتب لتوفير تبريد فعال من حيث التكلفة. تُعتبر أجهزة تكييف الهواء خيارات باهظة الثمن للتبريد. مع زيادة الدخل المتاح، أصبح لدى المزيد من الناس المال لشراء أجهزة تكييف الهواء. لا يزال العديد من الناس يبحثون عن طرق بديلة وأكثر بأسعار معقولة لتبريد مساحاتهم. تُعتبر مراوح التبريد المحمولة بدائل بأسعار معقولة توفر بعض الراحة.

IEC 60335-2-80 هو المعيار للأجهزة الكهربائية المنزلية وغيرها من الأجهزة الكهربائية المماثلة. تقع لوائح المراوح الكهربائية تحت هذا المعيار.

تُستخدم كاميرات المراقبة وأجهزة تهوية أجهزة الكمبيوتر على نطاق واسع لمنع ارتفاع درجة الحرارة. يُطلب من كاميرات المراقبة أن تبقى قيد التشغيل على مدار الساعة. يجب أن تكون تعمل بشكل صحيح. تُبقي مروحة التبريد مكوناتها باردة. تحتاج أجهزة الكمبيوتر إلى مروحة تبريد للحفاظ على الأجزاء الداخلية، مثل وحدة معالجة الرسومات واللوحة الأم ووحدة المعالجة المركزية، باردة بما يكفي لتجنب التلف من الحرارة والحفاظ على الأداء الأمثل.

أدى وباء كوفيد-19 إلى زيادة الطلب على معقمات اليد وموزعات الصابون. تستخدم موزعات التلامس بدون لمس مروحة تبريد لتمكين وظائف المستشعر. يجب أن يكون الماسح البصري باردًا حتى يعمل بشكل صحيح. تُعد موزعات بعض التطبيقات التي تُستخدم فيها مراوح التبريد الصغيرة.

يصبح الناس أكثر وعيًا بالبصمة الكربونية وتغير المناخ. تُوظف الشركات الآن تجار الجملة لمراوح التبريد المكتبية للحفاظ على راحة الموظفين أثناء العمل. تُدرك الشركات الكبيرة استهلاكها للطاقة وتبحث عن طرق لتصبح أكثر مراعاة للبيئة. تستخدم مراوح التبريد طاقة أقل مقارنةً بنظم تكييف الهواء. فهي خيارات تبريد أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.

يشهد مصنعو مراوح ألعاب عالية الطلب على منتجاتهم. صناعة الألعاب ضخمة، ويريد اللاعبون الحصول على أفضل تجربة. تم تصميم وحدات تحكم الألعاب لدعم الأداء العالي، وبالتالي مستويات عالية من الإنتاج. يجب أن تكون باردة. يًصمم المصنعون مراوح ألعاب تُبرد وحدة التحكم مع الحفاظ على هدوء قدر الإمكان. يريد اللاعبون سماع اللعبة وليس ضوضاء المروحة.

كيفية اختيار مراوح التبريد الإلكترونية

سيتم عرض بعض النصائح حول كيفية اختيار مروحة تبريد إلكترونية صغيرة في ما يلي.

• تحليل متطلبات التطبيق:

  يحتاج المستخدمون إلى تحديد المعلمات، مثل الحجم والجهد وحجم الهواء والضوضاء ونوع المحمل، وما إلى ذلك، لمروحة التبريد للتطبيق المحدد. يشمل ذلك تحديد قيود مساحة الجهاز وما إذا كانت المروحة تحتاج إلى تلبية معايير صناعية محددة، مثل الامتثال لـ EMI/RFI أو متطلبات القائمة من CSA و UL.

• اختيار مزود الحل:

  عند اختيار مروحة تبريد، يجب على المستخدمين مراعاة أداء المروحة نفسها، بالإضافة إلى خبرة مزود الحل وسمعته. تأكد من أن المزود لديه فريق دعم فني قوي ودعم ما بعد البيع يمكنه تقديم المساعدة والحلول في الوقت المناسب أثناء الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، يجب على المستخدمين التأكد من أن منتجات المزود قد خضعت لاختبارات وشهادات صارمة لضمان موثوقيتها وسلامتها في التطبيقات العملية.

• اختبار النموذج الأولي:

  قبل الإنتاج الضخم، من الضروري إجراء اختبارات دفعات صغيرة لنماذج مراوح التبريد الأولية للتحقق من توافقها وأدائها مع الجهاز بأكمله. جمع وتحليل بيانات الأداء وإجراء التعديلات والتحسينات اللازمة بناءً على النتائج.

• مُراعاة التكلفة:

  يجب على المستخدمين تحقيق التوازن بين الأداء والموثوقية والتكلفة. بالإضافة إلى مروحة التبريد نفسها، يجب على المستخدمين أيضًا مراعاة التكاليف الأخرى ذات الصلة، مثل التثبيت والصيانة واستهلاك الطاقة. يساعد اختيار مروحة تبريد تُقدم الأداء الأمثل والقيمة مقابل المال في خفض إجمالي تكلفة المنتج النهائي.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هو نوع مروحة التبريد الرائج في السوق؟

ج1: يميل السوق نحو المروحة غير المزودة بفرش DC نظرًا لعمرها الافتراضي الطويل وضوضائها المنخفضة.

س2: ما هي فائدة مروحة PWM؟

ج2: تحتوي مروحة Pulse Width Modulation (PWM) على سلك تحكم يسمح لوحدة التحكم بتغيير الجهد المرسل إلى المروحة. تُمكن هذه الميزة المروحة من تغيير سرعتها ديناميكيًا استجابةً لدرجة حرارة المكون الذي تُبردّه. وبالتالي، فإن مروحة PWM أكثر هدوءًا من المروحة العادية التي تعمل بجهد ثابت. علاوة على ذلك، تُطيل مروحة PWM عمر المكون عن طريق تقليل تعرضه لدرجات حرارة عالية.

س3: كيف يمكن للمرء تحديد كمية تدفق الهواء التي تُنتجها مروحة؟

ج3: يتم التعبير عن تدفق الهواء الذي تُنتجه مروحة بوحدات القدم المكعبة في الدقيقة (CFM). للعثور على قيمة CFM، يجب على المرء قياس حجم الهواء الذي تُخرجه المروحة أو تُداوله في غرفة كل دقيقة. تُنشر بعض الشركات المصنعة بيانات CFM على ورقة مواصفات المروحة حتى يتمكن المستخدمون من معرفة كمية الهواء التي ستُداورها المروحة عند تثبيتها في بيئة معينة.

س4: ما الفرق بين مروحة التبريد والمنفاخ؟

ج4: تم تصميم مروحة التبريد لتدوير الهواء وزيادة درجة الحرارة المحيطة بمكون. ومع ذلك، تم تصميم المنفاخ لنقل الهواء في اتجاه مع بعض الضغط لتبريد مكون وسحب الحرارة منه.