Este es un tema tan amplio que realmente no se puede responder con uno simple, es mejor que la otra respuesta.
Independientemente, el lado de golpe de un ventilador produce un "río" de aire más concentrado, de movimiento más rápido y más turbulento en comparación con el lado de admisión, donde el aire se extrae casi por igual desde todas las direcciones. Puedes probar esto con bastante facilidad con casi cualquier fan. Ponga su mano frente al lado del golpe y sentirá el flujo de aire y el efecto de enfriamiento. Pon tu mano detrás y el efecto es mucho más difícil de detectar.
La turbulencia también mejora en gran medida la eficiencia de la transferencia de calor. La turbulencia es, de hecho, tu amiga.
Entonces, solo desde esos puntos de vista, el lado del golpe parece ser el mejor lado de enfriamiento.
Sin embargo, no se trata solo del ventilador.
La geometría del disipador de calor elegido también afecta en gran medida el rendimiento del ventilador. Un ventilador rotativo golpeado encima de su disipador de calor con aletas lineal típico en realidad será bastante ineficiente. De hecho, la región directamente debajo del centro del ventilador prácticamente no tendrá ningún movimiento de aire. Por supuesto, esto es desafortunado, ya que normalmente es donde se encuentra lo que está tratando de enfriar.
Además, a menos que las aletas sean bastante profundas, el flujo de aire está mal distribuido en general. Demasiado superficial, y la contrapresión resultante en realidad puede "detener" el ventilador. En esas circunstancias, instalar el ventilador en la dirección de "aspiración" puede mejorar la situación, ya que el aire ingresará a los lados del disipador de calor de forma más lineal para llenar el vacío en la presión de aire creada por el ventilador.
Podría decirse que el disipador de calor que se muestra arriba podría ser más eficiente con aletas más largas y el ventilador montado en un extremo.
Los mejores diseños usan disipadores de calor radiales como el siguiente. Como puede ver, el estilo aquí es radialmente simétrico al flujo de aire en toda la circunferencia del ventilador y, en consecuencia, proporciona una transferencia de calor más uniforme alrededor del núcleo central.
Sin embargo, incluso con este estilo, el núcleo en sí todavía está mal ventilado. Como tal, generalmente se fabrica como un núcleo sólido de alta conductancia térmica que actúa como un tubo de calor. Incluso entonces, mirando la imagen a continuación, el área alrededor del núcleo en la sección cuadrada que toca el chip en realidad es un vacío de aire que es bastante ineficiente. Un mejor diseño tendría esa área llena de metal en una estructura cónica redondeada. Sin embargo, eso, por supuesto, sería imposible de extruir.
Si los materiales de hecho y las preparaciones de la superficie también hacen una gran diferencia en el diseño del disipador de calor. Los materiales altamente conductivos térmicamente son obviamente los mejores, pero la superficie también debe ser lo suficientemente lisa como para no permitir que se formen bolsas de aire o atrapar partículas de polvo, pero tampoco tan lisa como para que el aire pase demasiado fácilmente sobre ella.
Por supuesto, uno podría pasar años obteniendo esa pequeña fórmula perfecta, pero en general no desea un disipador de calor de cromo de alto pulido. El aluminio con chorro de arena o el cobre con chorro de arena con recubrimiento de oro, si puede permitírselo, funcionaría mucho mejor.
Otro problema grave es la contaminación.
El polvo y la suciedad entrarán en su ventilador y su disipador de calor. Con el tiempo, esto se acumula y degrada severamente el rendimiento de la unidad. Por lo tanto, es prudente diseñar la disposición de su ventilador y disipador de calor para que se enjuague lo más que pueda.
Aquí es donde generalmente gana un ventilador. Con un flujo de aire controlado y si el aire que entra puede mantenerse limpio, tiende a expulsar el polvo del disipador de calor. Lo que me lleva al siguiente punto.
Abastecimiento de aire y eliminación
Puede gastar miles de dólares desarrollando la disposición perfecta de ventilador y disipador de calor y todo será en vano si no maneja el resto del aire alrededor de su sistema de enfriamiento, especialmente en un recinto cerrado.
El calor no solo debe eliminarse de su dispositivo al aire, sino que el aire caliente debe eliminarse de las proximidades. De lo contrario, solo recirculará el aire caliente y aún se producirá una falla térmica en el dispositivo que está tratando de proteger.
Como tal, su gabinete necesita ventilación y también debe incluir ventiladores de gabinete para extraer el aire fresco del exterior del gabinete. Estos ventiladores siempre deben incluir filtros de espuma y malla extraíbles para controlar la cantidad de polvo ambiental aspirado en la unidad. Los paneles de escape de tipo parrilla abierta son aceptables, sin embargo, para una mejor operación, se debe mantener una presión positiva dentro del gabinete para que el flujo de aire se mantenga hacia afuera para limitar nuevamente la entrada de contaminación.
Casos especiales
Dondequiera que se instale la unidad en un entorno extremo, se deben tomar medidas especiales. Los entornos con mucho polvo, como los molinos de piso, etc., o los ambientes con temperatura ambiente alta requerirán aire conducido directo al chasis, o una unidad sellada y un sistema de enfriamiento de dos etapas, posiblemente líquido.
Casos Críticos
Si su sistema está controlando algo crítico, entonces es prudente incluir la detección térmica y posiblemente el control activo del ventilador como parte de su sistema de disipador de calor. Dichos sistemas deben incluir la característica de entrar en un estado seguro y advertir al usuario que limpie los filtros o que reduzca el calor ambiental alrededor del sistema cuando sea necesario para evitar fallas críticas.
Un punto más
Puede gastar medio año en el desarrollo de dinero obteniendo el mejor diseño de disipador de calor del mundo con ventiladores caros y un sistema de distribución de aire perfecto, todo bloqueado y quemando dispositivos por la falta de 2 centavos de compuesto térmico.
Obtener el calor del dispositivo que está tratando de proteger en el disipador de calor a menudo puede ser el punto más débil del sistema. Los componentes que no están montados correctamente en el disipador de calor con un material de unión térmica apropiado matan más unidades que el resto de los problemas combinados.
Su proceso y procedimientos de fabricación deben desarrollarse para dar prioridad a esos aspectos.
Por ejemplo, si dice que está utilizando tres o cuatro transistores de estilo TO220 montados en un solo disipador de calor, es prudente montarlos mecánicamente en ese disipador de calor y, si corresponde, el disipador de calor a la placa, ANTES de pasar El proceso de soldadura. Esto asegura que la conexión térmica tenga prioridad.
Las pastas térmicas conductoras, las cremas, los geles y las almohadillas térmicas aisladas eléctricamente siempre deben incluirse entre el dispositivo y el disipador de calor para llenar los espacios de aire causados por la falta de planeidad o golpes en el dispositivo o la superficie del disipador de calor.
Y mantenlo limpio. Contaminar el tamaño o un grano de sal, o incluso un cabello suelto, puede causar fallas térmicas.