Passiv 3D Køling

Projektet har haft til formål at arbejde med passiv køling og de nye produktionsmuligheder som 3D print i metal byder på.

Passiv køling er en kendt disciplin der bruges i vid udstrækning. AT Lightings research har vist at der hersker mange konventioner og fandt et potentiale i at gentænke passiv køling i en moderne kontekst. I den finder vi 3D print og muligheden for at designe komplekse emner i 3D software. Værktøjer der åbner op for at bruge nye geometrier og inkorporere dem i det overordnede design med større dynamik end tidligere. Dels da køleevnen kan forøges og dels fordi man kan konstruere med færre dele. Den gevinst vi jagter er at køle mere og bedre rent passivt, således at strømforbrugende systemer erstattes med mindre og helt grønne løsninger.

Kølelegemer afgiver sin varme fra overfladen af køleribberne og den typiske måde at rationalisere over dette synes at have været "jo mere overflade jo bedre". Det er muligt at få en meget stor køleeffekt-forøgelse ved at udnytte konvektion. Typisk for LED spots og computere er et indre kølesystem, pakket ind i et kabinet. De er ikke i stand til at udnytte konveksionen og man må tilføre systemet en aktiv, strømforbrugende og støjende blæser eller lignende. Systemet bliver langt mere komplekst, pladskrævende og dyrt.

Resultatet ved at gøre køling til et ydre komponent med luft omkring sig åbnede op for bedre køling, da fysikkens love nu arbejdede med os for fuld kraft. Konvektionens effekt skulle vise sig at ændre meget på hvor stor en overflade der var påkrævet for at flytte varmejoules fra kølelegemet og til luft. Mere relevant var pludselig luftkanaler og luftens frie bevægelighed igennem kølelegemet

Et andet aspekt ved konventionerne i typiske kølelegemer er geometriske flaskehalse der nedsætter varmens mulighed for at rejse frit inde i kølelegemet fra varmekilde og til de varmeafgivende ekstremiteter. Dette hæver driftstemperaturen og begrænser performance. Det overkommes ved at give kølelegemet jævnt aftagende masse fra varmekilde og til køleribber.

Kombinationen af disse elementer har signifikant effekt i selv simple konstruktioner. 3D gittersystemer gav yderligere effektforøgelse ved at kunne trække køleluft igennem kølelegemet og samtidig have maksimal køleeffekt ved alle vinkler, da køleribberne aldrig "skygger" for hinanden.

Det har været en stor inspiration også at gå biomimetisk til værks og bruge naturens måde at "designe" løsninger. Koraller og træer har været kilde til viden. Flow og overflade fra koraller kombineret med den aftagende tykkelse vi finder hos træer der vokser og strækker sig ud, har været konkrete elementer der har haft indflydelse på udviklingen af disse 3D kølegeometrier.