Finnenkühlung

Finnenkühlung bezeichnet eine Wärmeableitungsmethode, bei der durch den Einsatz von Finnen die Oberflächenfläche eines heißen Bauteils deutlich vergrößert wird, um die Wärmeübertragung an das umliegende Medium zu verbessern. Die Finnen bilden eine erweiterte Kontaktfläche zu Luft oder einem Kühlmittel und ermöglichen so eine effizientere Konvektion.

Das Wirkprinzip beruht auf Wärmeleitung vom Bauteilboden in die Finnen, gefolgt von Wärmeabgabe an das Kühlmedium. Die Kühlleistung hängt von der Finnengeometrie (Höhe, Dicke, Abstand, Gesamtfläche), dem Material, der Oberflächenbeschaffenheit und der Luft- bzw. Strömungsgeschwindigkeit ab. Finnen erreichen in der Praxis eine höhere Kühlleistung bei vergleichbarem Volumen dank erhöhter Oberflächenreaktion. Finnen können natürlich belüftet oder durch einen Ventilator bzw. eine Pumpe unterstützt werden (ergänzte oder forcierte Konvektion).

Typische Materialien sind Aluminium und Kupfer aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und geringen Dichte. Finnen werden hergestellt durch Extrusion, Stanzen oder Fräsen und am Basisteil fest verbunden (z. B. durch Löten, Kleben oder Schraubverbindungen).

Anwendungsgebiete umfassen Elektronik- und Leistungselektronikkühlung (Kühlkörper für Chips, Inverter, Leiterplatten), Fahrzeug- und Motorkühlung (Kühler von Motoren, Turbokompressoren, Klimaanlagen) sowie industrielle Wärmeübertrager und LED-Kühlkörper.

Wichtige Designparameter sind die Finndichte (Anzahl der Finnen pro Längeneinheit), Finnenhöhe, -material und die Anordnung, da diese Größe direkten Einfluss auf die Effizienz und den Druckverlust in der Luftführung haben.