Thermische Kühlkörper-Simulation spart Zeit und Geld
Wie wir durch thermische Simulation Ihre Elektronik kostenoptimiert kühlen
Das Entwicklerleben in der Elektronik wäre deutlich einfacher, wenn die verwendeten Komponenten schlicht ihre Funktion erfüllen würden, ohne warm oder gar heiß zu werden. Deshalb wird die Kühllösung oft als „lästige Pflicht“ gesehen und an das Ende der Konzept- und Entwicklungsarbeit gestellt.
Leistungseinbußen und Hitzetod vorbeugen
Das kann schnell sehr teuer werden, wenn Prototypen oder gar Seriengeräte im Betrieb zu heiß werden und zeitaufwändige Entwicklungsschritte wiederholt werden müssen.
Mit thermischer Simulation in virtuellen Umgebungen bietet Ihnen EKL ein realitätsnahes Verfahren an, um innerhalb kürzester Zeit - und ohne jeden Materialeinsatz - eine Vielzahl von Best Case und Worst Case Szenarien durchzuspielen. Unsere Spezialisierung auf Elektronikkühlkörper sowie 30 Jahre Erfahrung in deren Entwicklung und Produktion hilft uns dabei, zielstrebig und ergebnisorientiert an die Auswahl der Kühler-Alternativen für die Simulation heranzugehen.
Leistungseinbußen und Hitzetod vorbeugen
Das kann schnell sehr teuer werden, wenn Prototypen oder gar Seriengeräte im Betrieb zu heiß werden und zeitaufwändige Entwicklungsschritte wiederholt werden müssen.
Mit thermischer Simulation in virtuellen Umgebungen bietet Ihnen EKL ein realitätsnahes Verfahren an, um innerhalb kürzester Zeit - und ohne jeden Materialeinsatz - eine Vielzahl von Best Case und Worst Case Szenarien durchzuspielen. Unsere Spezialisierung auf Elektronikkühlkörper sowie 30 Jahre Erfahrung in deren Entwicklung und Produktion hilft uns dabei, zielstrebig und ergebnisorientiert an die Auswahl der Kühler-Alternativen für die Simulation heranzugehen.
Sprechen wir über Ihre Kühlaufgabe!
Dr. Andreas Engelhardt
Leiter Entwicklung und Konstruktion
a.engelhardt@ekl-ag.de
Termin vereinbaren Anfragen per E-Mail
Dr. Andreas Engelhardt
Leiter Entwicklung und Konstruktion
a.engelhardt@ekl-ag.de
Termin vereinbaren Anfragen per E-Mail
Modernste Simulationssoftware auf Basis von CFD Methoden
Wir arbeiten mit der Simulationssoftware FloEFD™ des Herstellers Siemens, welche auf CFD (Computational Fluid Dynamics) Methoden basiert. In Kombination mit der neuesten Hardware verfügen wir über hohe Rechnerleistungen, um die Simulationszeiten kurz zu halten. Veränderbare Temperaturentwicklungen und Strömungsbedingungen lassen sich sehr realitätsnah und zuverlässig visualisieren.
Als Ergebnis erhalten Sie eine Auswahl an Kühllösungen, die Ihnen eine valide Entscheidungsgrundlage bietet, anhand von Parametern wie:
Als Ergebnis erhalten Sie eine Auswahl an Kühllösungen, die Ihnen eine valide Entscheidungsgrundlage bietet, anhand von Parametern wie:
- Größe
- Fertigungstechnologie
- Design
Simulation von Kühlkörper-Alternativen im Systemaufbau
Je früher Sie das EKL Simulationsverfahren in Ihre Entwicklung miteinbeziehen, desto mehr Optimierungspotenzial kann sich für Ihr Gerät ergeben, z. B.:
- Größenreduzierung bei gleicher Leistung
- geänderte Anordnung von Bauteilen auf der Platine / im Gerät
- Größe und Anzahl von Lüftungsschlitzen im Gehäuse
- Optimierung von Luftansaugung und Luftabtransport
Beispielsimulation: Materialvergleich eines forciert gekühlten Rippenkühlkörpers
Beim folgenden Kühlkörper sorgt ein Ventilator für forcierte Durchlüftung (der Lüfter ist in der Simulation nicht abgebildet):
Thermische Simulation Aluminiumkühlkörper
Thermische Simulation Kupfer Kühlkörper
Auswertung und Entscheidungsgrundlagen
Die Auswertung zeigt anschaulich, welchen Einfluss das Material auf die Kühlleistung im Vergleich zum Gewicht hat. Die bessere Wärmeleitfähigkeit von Kupfer verteilt die Abwärme schneller auf alle Kühlrippen. Es wird mehr Fläche zur Wärmeabstrahlung genutzt. Unter Berücksichtigung des deutlich höheren Materialpreises von Kupfer können Sie als Kunde nun die für Sie besten Entscheidungen treffen. Oder EKL mit der Simulation alternativer Fertigungsverfahren beauftragen, um die für Ihr Gerät leistungsstärkste und zugleich preisgünstigste Lösung zu finden.
Ihre Vorteile der Simulation von Wärmeableitungsprozessen:
- frühzeitige Erkennung und Behebung thermischer Probleme
- Variieren der Materialien und Lüfter
- Ermittlung einer kostenoptimierten Kühllösung
- noch keine Material- und Prototypkosten
- keine unnötigen Entwicklungsschleifen und zusätzlichen Arbeitsaufwände
- kein unnötiger Zeitverlust in der Time-to-market
Beispielsimulation: Kühlleistung steigern durch Vergleich alternativer Fertigungsverfahren
Ein Kunde setzte bislang im Druckgussverfahren hergestellte Kühlkörper ein und suchte nach einer Kühlkörper-Alternative mit höherer Kühlleistung. Der neue Kühlkörper sollte aber kein signifikant höheres Gewicht aufweisen.
Thermische Simulation des verwendeten Druckguss-Kühlkörpers
Thermische Simulation mit einem Strangkühlkörper
Thermische Simulation mit einem gelöteten Kühlkörper
Thermische Simulation mit einem gecrimpten Kühlkörper
Auswertung und Entscheidungsgrundlagen
Das Simulationsergebnis zeigt, daß der gelötete Kühlkörper bei ähnlich geringem Gewicht (wie der bisherige Aludruckguss-Kühlkörper) eine deutlich bessere Wärmeableitung bietet.
Beispielsimulation: Produktneuentwicklung unter frühzeitiger Einbeziehung der Kühllösung
Sie befinden sich noch in der frühen Entwicklungsphase Ihres Gerätes und wollen spätere Überraschungen durch Hitzeentwicklung erst gar nicht aufkommen lassen? Dann liefert EKL als Ihr Entwicklungspartner mit Hilfe der thermischen Simulation die belastbaren Kosten- und Leistungswerte für Ihre Kühllösung.
Insbesondere wenn Sie ein Gerät in unterschiedlichen Leistungsklassen anbieten wollen. Eine geringe Leistung erzeugt i. d. R. weniger Verlustleistung, die gekühlt werden muss. Das erlaubt Ihnen, eine preisgünstigere Kühllösung zu verbauen, was sich in einer günstigeren Produktkalkulation niederschlägt.
Steigt die Leistung des Geräts an, sollten Kühlleistung und Kostensteigerung in ausgewogener Balance bleiben. Ihr elektronisches Produkt soll nicht nur zuverlässig funktionieren, sondern auch im Preis wettbewerbsfähig bleiben.
Insbesondere wenn Sie ein Gerät in unterschiedlichen Leistungsklassen anbieten wollen. Eine geringe Leistung erzeugt i. d. R. weniger Verlustleistung, die gekühlt werden muss. Das erlaubt Ihnen, eine preisgünstigere Kühllösung zu verbauen, was sich in einer günstigeren Produktkalkulation niederschlägt.
Steigt die Leistung des Geräts an, sollten Kühlleistung und Kostensteigerung in ausgewogener Balance bleiben. Ihr elektronisches Produkt soll nicht nur zuverlässig funktionieren, sondern auch im Preis wettbewerbsfähig bleiben.
Variation von Komponentenaufbau und Kühllösungen
Im folgenden Szenario hatte der Kunde für seine Anwendung noch keine Kühllösung vorgesehen. Unsere EKL Mitarbeiter in der Entwicklung konnten auf Basis der Anforderungen mehrere Simulationsmodelle konstruieren:
Simulationsmodel 1:
Großer Kühlkörper mit langen Fins
Ein Lüfter am Kühlkörper
Ein zusätzlicher Lüfter am Gehäuse
5 x Ø6 mm Heatpipes
(lange Heatpipes = Leistungsverlust)
Großer Kühlkörper mit langen Fins
Ein Lüfter am Kühlkörper
Ein zusätzlicher Lüfter am Gehäuse
5 x Ø6 mm Heatpipes
(lange Heatpipes = Leistungsverlust)
Simulationsmodel 2:
Kürzerer Kühlkörper = weniger Druckverlust
Der zusätzliche Lüfter wurde nun am Kühlkörper montiert
5 x Ø6 mm Heatpipes
(kürzere Heatpipes = weniger Leistungsverlust)
Kürzerer Kühlkörper = weniger Druckverlust
Der zusätzliche Lüfter wurde nun am Kühlkörper montiert
5 x Ø6 mm Heatpipes
(kürzere Heatpipes = weniger Leistungsverlust)
Simulationsmodel 3:
Kürzerer Kühlkörper (weniger Druckverlust)
Der zusätzliche Lüfter wurde nun am Kühlkörper montiert
2 x Ø6 mm Heatpipes
3 x Ø8 mm Heatpipes
Kürzerer Kühlkörper (weniger Druckverlust)
Der zusätzliche Lüfter wurde nun am Kühlkörper montiert
2 x Ø6 mm Heatpipes
3 x Ø8 mm Heatpipes
Auswertung und Entscheidungsgrundlagen
Das Simulationsmodel 3 zeigt eine 35 % höhere Kühlleistung als das Simulationsmodel 1.
Ihre Vorteile der Simulation in der Kühlkörperberechnung
- Vermeidung thermischer Probleme bereits im Vorfeld
- Massive Zeitersparnis bei der Entwicklung
- Vermeidung unnötiger Entwicklungsschleifen mit Prototyp- und Personalkosten
- Planbare Entwicklungskosten
- Kürzere Prototypenphase
- Leistungs- und kostenoptimierte Kühllösung
- Frühzeitiges Aufdecken von Hot-Spots
- Ideen und Beratung bez. Optimierungspotential im gesamten Systemaufbau
Weitere EKL Expertisen kennenlernen
EKL - Alles aus einer Hand
Die Temperatur elektronischer Bauteile muss im tolerierten Bereich bleiben, da eine übermäßige Erwärmung die Lebensdauer verkürzen und ihre Leistung beeinträchtigen kann. EKL unterstützt Sie kompetent darin, diese Hitzeprobleme unter Verwendung von passiven Kühlkörpern, Ventilatoren, Heatpipes, Flüssigkeitskühlkörpern oder anderen Wärmemanagement-Techniken effizient und wirtschaftlich zu lösen.
EKL ist deshalb Ihr perfekter Lösungspartner für die kostenoptimierte Temperaturregulierung aller Komponenten in Ihrem elektronischen Gerät. Wir stehen Ihnen in jeder Projektphase zur Seite, sei es bei der ersten Idee, der Konstruktion, dem Prototypenbau bis hin zur Serienproduktion - und auch danach!
Die Temperatur elektronischer Bauteile muss im tolerierten Bereich bleiben, da eine übermäßige Erwärmung die Lebensdauer verkürzen und ihre Leistung beeinträchtigen kann. EKL unterstützt Sie kompetent darin, diese Hitzeprobleme unter Verwendung von passiven Kühlkörpern, Ventilatoren, Heatpipes, Flüssigkeitskühlkörpern oder anderen Wärmemanagement-Techniken effizient und wirtschaftlich zu lösen.
EKL ist deshalb Ihr perfekter Lösungspartner für die kostenoptimierte Temperaturregulierung aller Komponenten in Ihrem elektronischen Gerät. Wir stehen Ihnen in jeder Projektphase zur Seite, sei es bei der ersten Idee, der Konstruktion, dem Prototypenbau bis hin zur Serienproduktion - und auch danach!
Persönlicher Ansprechpartner
Von der ersten Projektphase bis zur Lieferung Ihrer maßgeschneiderten Kühltechnologie steht Ihnen bei EKL immer ein persönlicher Ansprechpartner zur Verfügung. Wir stehen Ihnen jederzeit kompetent und reaktionsschnell zur Verfügung.
Full Service von der Idee bis zur Logistik
Konzentrieren Sie sich auf Ihre Kernkompetenz der Produktentwicklung. Wir bieten sämtliche Projektleistungen rund um Kühlung an – vom ersten Beratungsgespräch, über Ideenentwicklung und thermischer Simulation, Prototypenbau und Optimierung, bis hin zur pünktlichen Lieferung und zuverlässigen Logistik und Lagerhaltung.
Vielfalt an Fertigungsverfahren
Wir gehören zu den Kühlkörper-Herstellern mit der breitesten Palette an Fertigungsverfahren. Das ermöglicht uns ein Leistungsportfolio, das auf die Entwicklung und Produktion Ihrer wirklich besten Kühllösung ausgelegt ist - bei optimalem Preis-Leistungsverhältnis.
Leistungsoptimierung + Kostenoptimierung
EKL unterstützt Sie aktiv darin, Ihre Herstellungskosten zu senken, ohne die Qualität oder Leistung zu beeinträchtigen. Produktkostenreduzierung ist ein wichtiger Aspekt, den wir für Sie durch effizientes Design, die sorgfältige Materialauswahl und verlässliche Produktionspartner erreichen.
Vormontierte Baugruppen + Verpackung
Wir entlasten Ihre Mitarbeiter in der Produktion aktiv mit der Lieferung vorassemblierter Baugruppen. Das reduziert nicht nur Ihre Arbeitskosten pro Gerät, sondern garantiert höchste Qualität. Mit passgenauen Verpackungen schützen wir Ihre empfindlichen Kühlkörper oder Baugruppen für den Transport.
Lager und Logistik Deutschland
Mit über 1100 Palettenstellplätzen bieten wir maßgeschneiderte Logistiklösungen an und reduzieren Ihre Lagerkosten durch Bevorratung und Konsignationslager, Just in time Lieferungen, Abgestimmte Lieferpläne und flexible Versandmöglichkeiten für individuellen Bedarf.
Sprechen wir über Ihre Kühlaufgabe!
Frank Sichler
Vertriebsleiter
+49 (0)7561 9837-47
f.sichler@ekl-ag.de
Termin vereinbaren Anfragen per E-Mail
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