Los bancos de carga generan mucho calor durante su funcionamiento. Es fundamental contar con métodos eficaces de disipación del calor para garantizar su rendimiento, prolongar su vida útil y garantizar la precisión de la prueba. Los métodos de disipación del calor más habituales son principalmente los siguientes:

Refrigeración por aire

Principio: A través de ventiladores y otros equipos, se fuerza al aire a circular entre el interior y el exterior del banco de carga, para así sacar el calor generado por la carga del banco.

Composición y método de trabajo:

Diseño de entrada y salida: Los bancos de carga suelen estar equipados con entradas y salidas especiales. El aire frío entra por la entrada, absorbe el calor generado por la carga y se convierte en aire caliente y se descarga por la salida. Por ejemplo, se coloca una entrada en la parte inferior del banco y una salida en la parte superior. El principio de ascenso del aire caliente se utiliza para acelerar la circulación del aire con la ayuda de ventiladores.

Configuración de ventiladores: incluye ventiladores axiales y ventiladores centrífugos. Los ventiladores axiales generalmente se instalan en la entrada o salida. Pueden generar una gran cantidad de aire, lo que permite que el aire fluya a lo largo de la dirección axial y elimine rápidamente el calor. Los ventiladores centrífugos pueden lanzar aire radialmente, lo que es adecuado para ocasiones que requieren una mayor presión del viento. Pueden superar de manera más efectiva la resistencia del conducto de aire y garantizar que el aire circule de manera uniforme en la compleja estructura dentro del banco. Por ejemplo, algunos bancos de carga grandes instalarán múltiples ventiladores axiales en el costado o en la parte posterior para satisfacer una gran cantidad de necesidades de disipación de calor.

Ventajas: estructura relativamente simple, bajo costo, fácil instalación y mantenimiento, adecuado para la mayoría de los bancos de carga de energía medianos y pequeños y ocasiones donde los requisitos de disipación de calor no son extremadamente altos.

Desventajas: La eficiencia de disipación de calor es relativamente limitada. En condiciones de alta densidad de potencia o alta temperatura ambiente, es posible que no cumpla con los requisitos de disipación de calor. Además, el funcionamiento del ventilador generará una cierta cantidad de ruido.

Refrigeración por agua

Principio: Utilizar agua como medio de refrigeración para absorber el calor generado por la carga a través de un circuito de agua circulante. El agua tiene una gran capacidad calorífica específica y puede absorber una gran cantidad de calor mientras que su propio aumento de temperatura es relativamente pequeño, logrando así una disipación de calor eficiente.

Composición y método de trabajo:

Tubería de agua de refrigeración: Dentro del banco de carga, se dispone una tubería de agua de refrigeración cerca del elemento calefactor. La tubería de agua suele estar hecha de metal con buena conductividad térmica, como una tubería de cobre. Cuando el agua caliente fluye por la tubería, transfiere calor a la pared de la tubería y luego al aire circundante o al medio de refrigeración.

Sistema de circulación: Consta de una bomba de agua, un tanque de agua, un radiador, etc. La bomba de agua bombea el agua fría del tanque de agua hacia la tubería de agua de enfriamiento en el banco de carga, absorbe calor y se convierte en agua caliente, luego fluye hacia el radiador, donde intercambia calor con el aire exterior, y el agua enfriada fluye de regreso al tanque de agua, y el ciclo se repite.

Ventajas: Alta eficiencia de disipación de calor, puede absorber una gran cantidad de calor, adecuado para bancos de carga de alta potencia y ocasiones con estrictos requisitos de disipación de calor. Además, el sistema de enfriamiento por agua tiene un nivel de ruido relativamente bajo durante el funcionamiento.

Desventajas: La estructura del sistema es compleja, el costo es alto, se requiere un diseño y mantenimiento especial del circuito de agua y existe el riesgo de fugas de agua. Si se producen fugas de agua, pueden causar daños graves al banco de carga y al equipo interno.

Disipación de calor mediante tubo de calor

Principio: El tubo de calor es un elemento de transferencia de calor con una conductividad térmica extremadamente alta. Utiliza el cambio de fase (evaporación y condensación) del fluido de trabajo interno para transferir calor. Cuando se calienta un extremo del tubo de calor, el líquido de trabajo se evapora rápidamente y el vapor fluye rápidamente hacia el otro extremo bajo una pequeña diferencia de presión. Después de enfriarse en el extremo frío, se condensa en líquido y libera una gran cantidad de calor latente. Luego, el líquido fluye de regreso al extremo caliente a través de la acción capilar o la gravedad, y el ciclo logra una transferencia de calor eficiente.

Composición y método de funcionamiento: En el banco de carga, la sección de evaporación del tubo de calor está en estrecho contacto con el elemento calefactor para absorber el calor, y la sección de condensación intercambia calor con el aire u otros medios de refrigeración a través de aletas de disipación de calor y otros métodos. Por ejemplo, la sección de evaporación del tubo de calor está enterrada en la carga de resistencia, y la sección de condensación se extiende fuera del banco para cooperar con el sistema de refrigeración de aire externo, que puede transferir rápidamente el calor del interior de la carga al exterior.

Ventajas: La eficiencia de disipación de calor es extremadamente alta y el calor se puede transferir rápidamente desde la fuente de calor. El tubo de calor en sí tiene una estructura simple, tamaño pequeño, peso ligero y no ocupa demasiado espacio.

Desventajas: El proceso de fabricación del tubo de calor es relativamente complejo, el costo es alto y, una vez que el tubo de calor se daña, es difícil repararlo.

Aire acondicionado, refrigeración y disipación de calor.

Principio: Similar al principio de refrigeración de los acondicionadores de aire comunes, a través del cambio de fase cíclico del refrigerante, el calor en el banco de carga se absorbe y se descarga al ambiente externo, reduciendo así la temperatura dentro del banco de carga.

Composición y modo de funcionamiento: Está compuesto principalmente por un compresor, un condensador, un evaporador, un dispositivo de estrangulamiento, etc. El compresor comprime el refrigerante gaseoso en un gas de alta temperatura y alta presión y lo envía al condensador. En el condensador, el refrigerante disipa calor al mundo exterior y se convierte en líquido. El refrigerante líquido ingresa al evaporador después de ser reducido en presión por el dispositivo de estrangulamiento, absorbe el calor en el banco de carga en el evaporador, se re-vaporiza en un estado gaseoso y luego regresa al compresor, de modo que se logra la refrigeración en este ciclo.

Ventajas: Puede controlar con precisión la temperatura dentro del banco de carga y mantener un entorno de trabajo estable. Es adecuado para bancos de carga de prueba de alta precisión con requisitos de temperatura extremadamente estrictos.

Desventajas: El costo del equipo es alto, el consumo de energía operativa es grande y el sistema de aire acondicionado necesita mantenimiento regular para garantizar su funcionamiento normal.