veröffentlichen Zeit: 2022-01-21 Herkunft: Powered
Wenn ja, sollten Sie die Verwendung eines Heatpipe-Kühlkörpers in Betracht ziehen.Die Heatpipe-Technologie gibt es schon seit Jahrzehnten und sie ist immer noch eine der effektivsten Methoden zur Wärmeableitung.
In diesem Artikel wird erläutert, was eine Heatpipe ist und wie sie funktioniert.Darüber hinaus besprechen wir einige der Vorteile der Verwendung von Heatpipes als Kühlkörper.Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren!
Heatpipe-Kühlkörper bestehen aus einem versiegelten Metallrohr, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
Der wärmeerzeugende Teil des Geräts (z. B. der Halbleiter) sitzt in der Mitte eines Endes und erzeugt Wärme.
Die Wärme wird an die Flüssigkeit im Rohr weitergeleitet, die zum anderen Ende des Rohrs wandert.
Ein Ventilator an diesem Ende des Rohrs sorgt für einen Luftstrom, der die Wärme der Flüssigkeit an die umgebende Atmosphäre abgibt.
Ein Wärmerohr ist ein Wärmeübertragungsgerät.Ein versiegeltes Metallrohr, das eine Flüssigkeit enthält, ist mit einer Isolierung ummantelt, wobei ein Ende der Atmosphäre ausgesetzt ist und das andere in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, sodass sein Inneres verdampfen kann, ohne zu verdampfen.
Dieser Dampf kondensiert erneut an den Rohrwänden in der Nähe der Eintrittsstelle, während er durch das Rohr wandert.
Der Prozess kühlt, indem er sensible Wärme aus Regionen mit höherer Temperatur in der Nähe eines Endes des Rohrs in Bereiche in der Nähe des anderen Endes mit niedrigerer Temperatur entzieht.
Durch die Entfernung latenter Energie, da sich im Inneren bewegende Flüssigkeitsbrocken an den umgebenden Gasmolekülen zerren, anstatt sie nur wiederzuverarbeiten.
Man kann also sagen, dass heiße Materialien Energie abstrahlen, die als heiß empfunden werden kann.
In einer geschlossenen Röhrenkapillare würde die Flüssigkeit verdampfen und versagen.
Durch das Hinzufügen einer Öffnung, die es einem Teil davon ermöglicht, in seine ruhige Ruheposition in Kontakt mit dem Metall zurückzukehren, hat es dennoch Zeit, den Gasmolekülen, die an ihnen ziehen, die latente Energie zu entziehen, bevor sie in ihren normalen Zustand zurückkehren können, in dem sie nicht mehr vorhanden sind andere Moleküle anziehen.
Wärmerohre halten eine sich bewegende Flüssigkeit kühl, indem sie sie zu einem Gas verdampfen lassen und am anderen Ende, wo bereits eine niedrigere Temperatur herrscht, wieder zu einer Flüssigkeit kondensieren.
Wärmerohre sind einfach Metallstücke, die eine Flüssigkeit enthalten, die sich erhitzt, um zu Gas zu verdampfen und dann am anderen Ende wieder zu Flüssigkeit kondensiert.Das Coole an ihnen ist, dass sie diesen Prozess der Verdunstung und Kondensation zur Wärmeübertragung nutzen.
Zu den technischen Eigenschaften einer Heatpipe gehören:
Das Wärmerohr verfügt über ein geschlossenes Innenrohr, das Arbeitsflüssigkeit enthält und an den Enden abgedichtet ist, wobei jedes Ende unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt ist.Das erste Ende (Kondensator) ist normalerweise zur Außenluft oder Atmosphäre hin offen, während das andere Ende (Verdampfer) die Flüssigkeit verdampft.Es kann auch durch externe Mittel verschlossen werden, beispielsweise durch einen Stopfen aus porösem Material, der verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Rohr austritt.
Die Länge und der Durchmesser des Wärmerohrs wirken sich stark auf seine Leistung aus (das Produkt ist sehr stark davon abhängig und bringt viele Designkompromisse mit sich).Normalerweise bewegt sich das Arbeitsmedium entlang der Länge des Rohrs durch natürliche Zirkulation, die durch Verdampfung am heißen Ende und Kondensation am kalten Ende verursacht wird.Das Wärmerohr dient dazu, Wärme nur in eine Richtung (unidirektional) zu transportieren.
Das Arbeitsmedium kann nahezu jede Flüssigkeit oder jeder Dampf sein, muss jedoch einen geeigneten Dampfdruck und eine geeignete Viskosität aufweisen.Diese beiden Eigenschaften bestimmen die Höhe der kondensierten Flüssigkeit über dem Verdampfer, die zusammen mit dem Volumenstrom des Gases bestimmt, wie viel Wärme innerhalb einer bestimmten Zeit übertragen werden kann.
Das Arbeitsmedium muss über geeignete thermische Eigenschaften verfügen, wie z. B. eine hohe spezifische Wärmekapazität und latente Verdampfungswärme (um die Geschwindigkeit zu verlangsamen, mit der es von der Flüssigkeit in den Dampf übergeht).Um das Gefrieren zu minimieren, sollte die Flüssigkeit auch einen niedrigen Gefrierpunkt haben.
Dies erleichtert das Ableiten von Flüssigkeit aus dem Rohr (Entfrieren), wenn das Wärmerohr Temperaturen unterhalb seiner Betriebstemperatur ausgesetzt ist.
Das häufigste Arbeitsmedium ist Wasser, es kann aber auch Ammoniak, Ethanol oder Methanol sein.Wärmerohre mit großem Durchmesser werden für die Beheizung von Gebäuden und industriellen Prozessen verwendet, da sie pro Längeneinheit größere Wärmemengen transportieren als Einheiten mit kleinerem Durchmesser.
Das Prinzip der Wärmeableitung einer Heatpipe ist einfach:
Das heiße Ende ist mit einem Bauteil verbunden, das Abwärme abgibt, während das kalte Ende des Rohrs durch den Kontakt mit Luft oder einer Flüssigkeit gekühlt wird.
Das Arbeitsmedium im Rohr nimmt diese Abwärme auf, führt sie ab und verdampft dabei.
Der Verdampfungsprozess erzeugt einen Druckunterschied zwischen den beiden Enden des Rohrs, der dazu führt, dass das Arbeitsmedium entlang der Länge des Rohrs fließt.
Das verdampfte Arbeitsmedium kondensiert dann am kalten Ende, gibt seine latente Energie ab und bewirkt, dass sich der Zyklus wiederholt.
Die folgenden Faktoren bestimmen die Wärmeableitungsleistung einer Heatpipe:
Die Wärmeleitfähigkeit des Arbeitsmediums: Je höher die Wärmeleitfähigkeit, desto mehr Wärme kann die Flüssigkeit aufnehmen und transportieren.
Die Oberfläche des heißen Endes: Je größer die Oberfläche, desto mehr Wärme kann die Flüssigkeit aufnehmen.
Die Oberfläche des kalten Endes: Je größer die Oberfläche, desto mehr Wärme kann die Flüssigkeit abgeben.
Der Durchmesser des Rohres: Ein größerer Durchmesser ermöglicht es einer Flüssigkeit, mehr Wärme pro Längeneinheit aufzunehmen und zu transportieren.
Die Hauptvorteile der Verwendung eines Heatpipe-Kühlkörpers sind:
· Sie übertragen Wärme sehr effizient: Die Wärmeleitfähigkeit des Arbeitsmediums ist sehr hoch, sodass die Wärme schnell aufgenommen und zum kalten Ende transportiert wird.Dadurch wird der Temperaturunterschied zwischen heißem und kaltem Ende minimiert und dadurch der Stromverbrauch des Kühlgeräts reduziert.
· Sie sind kompakt und leicht: Die geringe Größe und das geringe Gewicht eines Heatpipes erleichtern den Transport und die Installation.
· Sie sind einfach zu verwenden: Es besteht keine Notwendigkeit, sie mit einer Arbeitsflüssigkeit zu füllen oder mechanisch umzupumpen;Durch die natürliche Zirkulation des verdampften Arbeitsmediums bewegt es sich entlang der Rohrlänge.Es ist lediglich eine Wärmequelle an einem Ende und eine Kältesenke am anderen Ende erforderlich.
· Sie eignen sich für den Einsatz mit vielen verschiedenen Arten von Wärmequellen: Neben ihrer natürlichen Anwendung zur Elektronikkühlung kann die Heatpipe-Technologie auch in der Gebäude- und Industrieprozessheizung eingesetzt werden.Sie wurden sogar für Antriebssysteme von Raumfahrzeugen verwendet.Denn ihre Fähigkeit, Wärme effizient zu transportieren und abzuleiten, ermöglicht es ihnen, die Abwärme nahezu jeder Art von Wärmequelle zu übertragen.
· Sie können mit Geräten mit geringem Stromverbrauch verwendet werden: Um die natürliche Zirkulation des verdampften Arbeitsmediums in Gang zu setzen, ist eine geringe Menge elektrischer Energie erforderlich, diese ist jedoch viel geringer als die, die mechanische Pumpen oder Ventilatoren benötigen, die mit Geräten mit geringem Stromverbrauch verwendet werden.
· Sie haben eine hohe Arbeitstemperatur: Das Wärmerohr kann bei weit höheren Temperaturen als seine Umgebung betrieben werden.Dies bedeutet, dass die Wärmequelle nicht gekühlt werden muss, bevor sie in das Wärmerohr eintritt, wie dies bei den meisten anderen Arten von Kühlgeräten erforderlich ist.
· Sie haben eine lange Lebensdauer: Das verdampfte Arbeitsmedium überträgt die Wärme effizient, sodass das Gerät eine lange Lebensdauer hat.
1. Computers – Heatpipe-Kühlkörper werden häufig verwendet, um die von CPU und Grafikkarte erzeugte Abwärme abzuleiten.
2. Elektronik – Sie werden in einer Vielzahl elektronischer Geräte verwendet, darunter Smartphones, Tablets und Laptops.
3. Fahrzeuge – Heatpipe-Kühlkörper werden in verschiedenen Fahrzeugen eingesetzt, darunter Autos, Züge und Flugzeuge.
4. Gebäude – Sie werden in Gebäuden für Heiz- und Kühlanwendungen eingesetzt.
5. Industrieller Prozess – Heatpipe-Kühlkörper werden in verschiedenen industriellen Prozessen zur Ableitung von Abwärme eingesetzt.
6. Solarenergiesysteme – Sie werden zur Senkung der Solarmodultemperatur in Solarenergieanlagen eingesetzt.
7. Telekommunikation – Heatpipe-Kühlkörper werden in Telekommunikationsgeräten wie Modems, Routern und Set-Top-Boxen verwendet.
8. Kühlschränke – Sie werden auch in einigen Arten von Kühlgeräten eingesetzt, die nur einen geringen Kühlbedarf haben.
9. Marine – Heatpipe-Kühlkörper werden in Schiffsanwendungen eingesetzt, insbesondere für Motoren und Generatoren.
10. Andere Anwendungen – Einige andere Arten von Anwendungen, die die Entfernung oder Übertragung großer Abwärmemengen bei minimalem Wartungsaufwand oder minimalem Lüftergeräusch erfordern.
Lötplatte Kupferrohrplatte Flammenschweißplatte. Reibschutzschweißplatte