Untitled - Semikron

5.3.5.1 Druckabfall und Wasservolumen, Prüfdruck
5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
In einem geschlossenen Kreislauf kann die Strömung der Flüssigkeit von der Wärmequelle und
wieder zurück durch die Schwerkraft verursacht werden (die erwärmte Flüssigkeit hat eine geringere
Dichte und steigt daher nach oben zum Wärmetauscher, das abgekühlte Wasser sinkt wieder
zur Wärmequelle ab; Thermosyphonkühlung). Meist wälzt aber eine Pumpe die Flüssigkeit um.
Damit kann mit der verfügbaren Pumpenleistung die notwendige Wassermenge eingestellt werden.
Mit der Wassermenge sinkt der thermische Widerstand aber es steigt auch der Druckabfall
über der Kühleinrichtung.
0.26
p (bar)
0.24
0.22
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
NWK 40/390
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
NWK 40/270
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Volume per time ( l/min)
Bild 5.3.14 Druckabfall über einem SEMIKRON-Wasserkühler (SKiiP3 – NWK40) für 2 unterschiedliche
Längen (inkl. 90 mm Endstücke) in Abhängigkeit des Volumenstroms (Wasser/Glykol-Gemisch
50%:50%, diagonal gegenüberliegender Ein- und Auslass, T =55°C)
a
Die Längenangaben in Bild 5.3.14 sind für ein Wasserkühlkörperprofil inklusive 90 mm Endstücken,
z.B. …/390 bedeutet 300 mm Kühlkörperprofil + 90 mm Endstück. Aus diesem Bild wird
auch ersichtlich das die Verlängerung des Profils um 66% von 180 mm auf 300 mm den Druckabfall
nur um ca. 15% erhöht. Im Umkehrschluss lässt sich daraus ableiten, dass der Großteil des
Druckabfalls von den Endstücken verursacht wird. Dies ist nicht verwunderlich, gibt es dort doch
Querschnittsverengungen an den Anschlussstücken, eine Prallfläche zur Wasserverteilung und 4
Richtungsänderungen, welche für den Druckabfall verantwortlich sind. Soll eine größere Wassermenge
mit vertretbarer Pumpenleistung durch den Kühlkreislauf gepumpt werden, ist neben großen
Rohrquerschnitten darauf zu achten, dass - soweit möglich -
- keine Querschnittverengungen,
- keine Schnellverschlüsse,
- so wenig Richtungsänderungen (Winkel) wie möglich
im Kühlkreislauf eingebaut werden.
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