모니터링용 엣지컴퓨터의 방열부개발을 위한 방열현상 분석

Analysis of Heat Phenomenon for the development of heat dissipation part of Edge-computer For Safety Monitoring System

*#변지현1,   김정한1,   윤철진1,   김성호1,   황상호1,   권오언1

*#J. H. Byeon1(jhbyeon@gitc.or.kr)1

1 (재)경북IT융합산업기술원

Key words : Edge Computer, Safety Monitoring System, Heat Phenomenon

1. 서론

전기, 전자, 자동차 분야 등 산업전반에서 사용되고 있는 전기/전자부품은 기능의 고도화로 인해 경량화, 소형화, 다기능화 되었다. 이에 따라 다양한 기능을 가진 부품은 단순한 전자부품과 다르게 많은 열이 발생한다. 이로 인해 발생하는 열은 부품내부의 소자의 기능을 저하시키고, 오작동을 야기하며, 부품의 수명과 신뢰성에 가장 큰 영향을 준다. 따라서, 각 부품에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출시키는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 고온, 분진 등 열악한 환경에서 사용할 모니터링용 엣지컴퓨터 방열하우징을 개발하기 위하여 형상에 대한 방열현상을 분석하였다.

2. 해석환경

Table 1 Geometry Condition

No	길이	Body		Bottom		결과 Max.(Avg.) [°C]
		핀 개수	핀간격 [mm]	핀 개수	핀간격 [mm)]
1	5	23	2.932	27	3.077	69.1(67.8)
2	5	17	4.031	21	4	74.6(73.3)
3	5	14	4.962	17	5	78.8(77.7)
4	10	24	3.022	27	3.077	57.3(55.8)
5	10	18	4.088	21	4	62.6(61.2)
6	10	15(69.5)	4.964	17	5	74.1(67.0)
7	15	26	2.98	27	3.077	56.0(51.4)
8	15	20	3.921	21	4	54.8(53.3)
9	15	16	4.967	17	5	59.0(57.5)

모니터링용 엣지컴퓨터 방열하우징의 방열핀의 형상(핀 길이, 개수(간격)을 변수로 선정해석을 진행하였다. Room Temp.는 25°C, 내부의 온도를 225°C로 정의 하였다. (Fig.1 참고, RT-Blue, Heat-Red)

Fig. 2 Analysis Setup

3. 결론

표면적이 넓었을 때, 낮은 포화온도 및 열분포 데이터를 바탕으로 형상을 분석하였다. 표면적이 넓은 모델이 낮은 포화온도와 좋은 열확산결과를 보였다. 주조성을 고려하여 모델 No.9. No.5를 최적형상으로 선정하였다. 향후 가공 이슈에 맞춰 추가 분석할예정 이다.

Fig. 2 Heat Phenomenon Sort by Temp.

후기

이 논문은 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구임 (No.2021-0-02016, Digital Twin을 활용한 고위험군 장비 사용 작업자 안전관리 모니터링 플랫폼 개발)

참고문헌

1. HONG-SEN KOU, Thermal Analysis and Optimum Fin Length of a Heat Sink Heat Transfer Engineering, 24(2):18–29, 2003