Technische Infos
Einfluss der Temperatur auf die Lebensdauer
Lüfter sind eine grundlegende Komponente vieler elektronischer Geräte und industrieller Anlagen. Ihre Lebensdauer und Leistungsfähigkeit hängen von verschiedenen Faktoren ab, wobei die Temperatur eine der wichtigsten ist.
Um die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer der Elektronik zu gewährleisten, sollte schon bei der Entwicklung an ein geeignetes Wärmemanagement gedacht werden, denn beim Ansteigen der Temperatur steigt das Ausfallrisiko von temperaturempfindlichen Bauteilen an (Verdopplung bei einer um 10 °C erhöhten Temperatur). Bei einer Betriebstemperatur von 20°C können Lüfter eine Lebensdauer von bis zu 350.000 h haben.
Die Kurven beziehen sich auf Dauerbetrieb bei Nennspannung und gleich bleibender Temperatur und sind Durchschnittswerte. Bei Lüftern ist die Temperatur der geförderten Luft, bei CPU-Kühlern die Temperatur des Kühlkörpers Bezugstemperatur. Das Ende der Lebensdauer wird durch Überschreiten der Geräuschgrenzdaten oder das Absinken der Anfangsdrehzahl um >= 30% definiert.
Ungünstige Umweltbedingungen, chemische oder mechanische Luftverschmutzung oder starke Vibrationen, können die Lebensdauer ungünstig beeinflussen.
Temperaturschwankungen
Temperaturschwankungen können ebenfalls schädlich sein. Der ständige Wechsel zwischen hohen und niedrigen Temperaturen kann zu thermischer Ausdehnung und Kontraktion führen, was wiederum zu Spannungen in den Materialien des Lüfters führt. Diese Spannungen können Risse verursachen und die strukturelle Integrität des Lüfters beeinträchtigen.
Maßnahmen zur Temperaturregelung
- Optimale Betriebstemperatur: Lüfter sollten idealerweise in einem Temperaturbereich betrieben werden, der weder zu heiß noch zu kalt ist. Dies kann durch eine angemessene Kühlung der umgebenden Umgebung oder durch den Einsatz von Kühlkörpern oder Wärmeableitungssystemen erreicht werden.
- Temperaturüberwachung: Die Installation von Temperatursensoren kann dazu beitragen, dass übermäßige Hitze frühzeitig erkannt und Maßnahmen ergriffen werden können, um die Temperatur zu senken, bevor Schäden auftreten.
Einfluss der Gerätetemperatur auf das Ausfallrisiko temperaturempfindlicher Bauteile
Fast immer wird übersehen, dass beim Ansteigen der Gerätetemperatur das Ausfallrisiko von temperaturempfindlichen Bauteilen, insbesondere Elektrolytkondensatoren, dramatisch ansteigt. Elektrolytkondensatoren sind weit verbreitete elektronische Bauteile, die in vielen Schaltungen für die Speicherung und Entladung elektrischer Energie verwendet werden. Sie bestehen aus einer Elektrodenstruktur,
die durch ein Elektrolytmaterial getrennt ist. Während des Betriebs erwärmen sich diese Kondensatoren aufgrund des elektrischen Stroms und der internen Verluste. Die Temperaturerhöhung führt zu beschleunigten chemischen Reaktionen im Elektrolyt, die letztendlich die Lebensdauer des Bauteils beeinträchtigen können.
Die Integration von Lüftern in elektronischen Geräten spielt eine entscheidende Rolle bei der Minimierung des Ausfallrisikos. Lüfter unterstützen die Wärmeabfuhr von temperaturempfindlichen Bauteilen und halten die Betriebstemperatur auf einem optimalen Niveau. Somit wird die Gesamtzuverlässigkeit elektronischer Geräte verbessert und das Ausfallrisiko temperaturempfindlicher Bauteile verringert.