Freie Konvektion: maximale Kühlleistung je Volumen

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Mahlzeit!

Gibt es irgendeinen Anhaltswert, wieviel Volumen man pro Watt abzuführender Wärme bei Umgebungstemperatur 25 - 30 °C benötigt, wenn man dies allein mit freier Konvektion erledigen will, vorausgesetzt man nutzt eine an die Platzverhältnisse ziemlich ideal angepasste Kühlkörper-Anordnung? Da muss es ja eigentlich Pi mal Daumen eine Obergrenze geben.
Ich plane nämlich einen LED-Deckenleuchten-Eigenbau. Hier sollen LEDs mit einer Gesamtleistung von 20 W eingesetzt werden und es steht maximal ein Volumen von voraussichtlich um die 0,6 dm³ zur Verfügung. Allerdings ist von unten eine Glasplatte angesetzt, sodass das Volumen sicherlich nicht maximal ausnutzbar sein wird…

Nun bin ich am Zweifeln, ob es mit freier Konvektion überhaupt umsetzbar sein wird oder ein kleiner Lüfter unumgänglich ist…

MfG,
Marius

#2

Hallo,

Gibt es irgendeinen Anhaltswert, wieviel Volumen man pro Watt
abzuführender Wärme bei Umgebungstemperatur 25 - 30 °C
benötigt,

Nicht Volumen ist von Bedeutung, sondern effektiv wirksame
Oberflächen und die Temperaturpotentiale zwischen Quelle
und Senke.

Gruß Uwi

#3

Hallo Uwi,

Gibt es irgendeinen Anhaltswert, wieviel Volumen man pro Watt
abzuführender Wärme bei Umgebungstemperatur 25 - 30 °C
benötigt,

Nicht Volumen ist von Bedeutung, sondern effektiv wirksame
Oberflächen und die Temperaturpotentiale zwischen Quelle
und Senke.

Sicherlich ist es nicht direkt volumenabhängig, aber letzten Endes läuft es darauf dann doch hinaus, sonst könnte man ja Passivkühlkörper mit beliebig kleinen Maßen bauen und könnte sich Zwangskonvektion sparen. Wenn ich die maximale Temperaturspanne vorgebe und die Maßgabe der naturkonvektionsüblich geringen Luftströmungsgeschwindigkeit dazu, ist ja irgendwo eine Grenze, die zumindest grob angebbar sein muss.

MfG,
Marius

#4

Hallo,

Nicht Volumen ist von Bedeutung, sondern effektiv wirksame
Oberflächen und die Temperaturpotentiale zwischen Quelle
und Senke.

Endes läuft es darauf dann doch hinaus, sonst könnte man ja
Passivkühlkörper mit beliebig kleinen Maßen bauen und könnte
sich Zwangskonvektion sparen.

Auch da ist die effektive Oberfläche primär, wobei die
Abstände der Kühlrippen nicht zu eng sein dürfen, sonst
wird die Luft nicht hindurchströmen. Damit wird die
effektiv wirksame Oberfläche kleiner als die vorhanden.

Wenn ich die maximale
Temperaturspanne vorgebe und die Maßgabe der
naturkonvektionsüblich geringen Luftströmungsgeschwindigkeit
dazu, ist ja irgendwo eine Grenze, die zumindest grob angebbar
sein muss.

Sag doch lieber wie konkroten Bedingungen sind.

Aber bei 20W wird nicht viel passieren. Da braucht man
auch bei minimaler Konvektion nur ca. 0,1…0,2m² Oberfläche
bei 10…20Grad Temperaturdiff.
Gruß Uwi