Si vous travaillez avec des appareils électroniques, la gestion de la chaleur est cruciale. La surchauffe peut entraîner des problèmes de performances ou même endommager vos composants. Les dissipateurs thermiques Heatpipe sont une excellente solution pour contrôler la température dans de nombreux types d'appareils. Mais qu'est-ce qui les rend si efficaces?
Solutions puissantes pour le dissipateur thermique
Les dissipateurs thermiques Heatpipe sont des dispositifs qui utilisent les principes du changement de phase pour transférer efficacement la chaleur loin des composants sensibles.Leur fiabilité et leur efficacité en font un choix populaire dans diverses industries, des ordinateurs à l'électronique de puissance.
Que vous conceviez votre propre système ou que vous cherchiez à comprendre comment fonctionnent les pipipes, cet article vous fournira tous les détails dont vous avez besoin.
Qu'est-ce que le refroidissement des caloques thermique?
Le refroidissement de HeatPipe utilise un liquide à vapeurchangement de phase[1]processus pour transférer la chaleur. Essentiellement, un tuyau de chaleur terminé est un tube scellé qui contient une petite quantité de liquide de refroidissement liquide. Lorsque la chaleur est appliquée à une extrémité, le liquide s'évapore et la vapeur se déplace à l'extrémité plus froide du tuyau. Là, il se condense sous forme liquide et libère la chaleur. Le processus se répète, créant une boucle continue qui dissipe efficacement la chaleur à partir de composants à haute température.
Cette méthode fonctionne si bien en raison de la conductivité thermique élevée et de la capacité thermique du fluide à l'intérieur du tuyau de chaleur. Il peut gérer beaucoup plus de chaleur qu'un système de dissipation ou de ventilateur traditionnel seul.
[1]: Comprendre le principe de travail du changement de phase
Quelle est la différence entre une chambre de vapeur et un caloduc?
À première vue, une chambre de vapeur et un tuyau de chaleur peuvent sembler similaires, mais ils ont des différences clés. Les deux utilisent le principe du transfert de chaleur par changement de phase, mais la structure et l'application diffèrent.
Chambre de vapeur vs thermure
Chambre de vapeur[1]: Un récipient plat et scellé qui distribue la chaleur sur sa surface. Il est souvent utilisé dans des situations où l'espace est limité ou la chaleur doit être répartie sur une zone plus grande.
Calomatique[2]: un tube long et étroit qui transporte la chaleur d'un endroit à un autre. Il est plus adapté au transfert de chaleur point à point.
| Fonctionnalité | Calomatique | Chambre de vapeur |
| Forme | Tube unique | Plat, en forme de plaque |
| Direction de transfert de chaleur | Principalement linéaire sur la longueur du tuyau | Bidimensionnel à travers la chambre |
| Focus de l'application | Moment de chaleur sur les distances | Répartir la chaleur uniformément sur les surfaces |
| Distribution de chaleur | Point à point | Même, à travers une surface |
| Application | Refroidissement à haute densité | Dissipation de chaleur à grande surface |
Pour vérifier que les thermosipes ont de meilleures performances que les dissipateurs thermiques courants dans les mêmes condictions, un caloduc rainuré en cuivre avec un diamètre de 6 mm et une longueur de 150 mm a été utilisé, associé à un dissipateur thermique en aluminium standard mesurant 100 mm x 100 mm, équipé de multiples ailettes en aluminium pour augmenter la surface. Pour les conditions de test, la puissance d'entrée a été réglée sur 30W, 50W et 70W, la température ambiante maintenue à 25 degrés.
Pour évaluer de manière approfondie les performances des deux, plusieurs capteurs de température ont été utilisés pour surveiller la température de surface du dissipateur thermique et les changements de température ont été enregistrés au cours de chaque phase de test.
Les résultats expérimentaux montrent des différences significatives dans leVariations de température de surface[1]du caloduc et du dissipateur thermique sous différentes entrées d'alimentation. Plus précisément, à une puissance d'entrée de 30 W, la température de surface du caloduc était de 65 degrés, tandis que la température de surface du dissipateur thermique était de 75 degrés; À une puissance d'entrée de 50 W, la température de surface du calculo est passé à 70 degrés, tandis que le dissipateur thermique a atteint 80 degrés; Et à une puissance d'entrée de 70 W, la température de surface du calculo-chaleur était de 75 degrés, tandis que la température de surface du dissipation thermique était de 85 degrés. Ces données indiquent que dans les mêmes conditions, la température de surface du caloduc est significativement inférieure à celle du dissipateur thermique traditionnel, démontrant ses performances de refroidissement supérieures.
[1] Chambre de vapeur en aluminium kaixin
[2] Kaixin Liquid Refroiding Heat Tipe
[3] Apprenez comment les variations de température ont un impact sur l'efficacité du refroidissement, cruciale pour optimiser les solutions thermiques
Quelle est la différence entre un dissipateur thermique et un caloduc?
Bien que les dissipateurs thermiques et les caloches thermiques visent à gérer la chaleur, leur approche est différente. Un dissipateur thermique repose généralement sur le principe de conduction et de convection pour dissiper la chaleur. Il a une grande surface pour augmenter l'échange de chaleur avec l'air environnant.
Un tuyau de chaleur, en revanche, transfère la chaleur plus efficacement d'une source de chaleur à un endroit où il peut être dissipé plus efficacement, utilisant souvent un dissipateur thermique ou d'autres méthodes pour terminer le processus.
| Fonctionnalité | Calomatique | Dissipateur de chaleur |
| Composants | Tube scellé avec liquide de travail | Structure en métal solide avec nageoires |
| Forme | Long, parfois avec un dissipateur thermique | diverses formes |
| Efficacité | Plus haut avec un système entier | Limité par la surface et le flux d'air |
| Opération | Utilise l'évaporation et la condensation | Repose sur la conduction et la convection |
Quels sont les inconvénients et les avantages des turbacs?
Les thermosipes sont excellents pour gérer la chaleur, mais comme toute technologie, ils ont une épée à deux bords:
Avantages:
- Grande efficacité: Les calocoches thermiques présentent une conductivité thermique effective exceptionnellement élevée, allant de 1 500 W / Mk à 50, 000 avec MK dans la plupart des applications électroniques.
- Conception flexible: Les caloches de chaleur peuvent être pliés ou façonnés pour s'adapter aux géométries complexes, ce qui les rend adaptées aux applications avec des contraintes spatiales difficiles
- Longue durée de vie: En tant que dispositifs passifs sans pièces mobiles, les calodes de chaleur sont très fiables et ont une longue durée de vie opérationnelle.
Votre fournisseur de dissipateur de chaleur digne de confiance en Chine
Si vous souhaitez consulter notre ingénieur professionnel au sujet de votre exigence de solution thermique, je nous ai envoyé votre demande, nous vous répondrons dans un jour de secteur.
Inconvénients:
- Taille: La conception structurelle des turbacs nécessite une certaine épaisseur pour accueillir la mèche interne et le liquide de travail.
- Coût de fabrication[1]: Les turbacs à chaleur haute performance, en particulier ceux fabriqués à partir de matériaux de qualité supérieure comme le cuivre ou conçus pour des applications spécifiques, peuvent être coûteux par rapport aux solutions de gestion thermique plus simples telles que les dissipateurs thermiques en aluminium.
[1]: apprendre comment le coût affecte votre conception de dissipateur thermique
Divers matériaux en thermous
Les performances d'un dissipateur thermique à tuyau thermique dépendent en grande partie des matériaux utilisés. Le liquide de refroidissement et le matériau en dissipateur thermique doivent être soigneusement sélectionnés pour garantir des performances optimales.
Liquide de refroidissement
Le liquide de refroidissement à l'intérieur du tuyau de chaleur est généralement un liquide avec un point d'ébullition bas, comme l'eau, l'acétone ou l'ammoniac. Le choix du liquide dépend de la plage de température et de la charge thermique que le tuyau doit gérer.
| Liquide de refroidissement | Description | Capacité thermique (J / kg · k) |
| Eau | Le liquide de travail le plus courant, efficace de 2 0 à 150 degrés. Haute conductivité thermique mais se fige inférieur à 0 degrés. | 4,186 |
| Ammoniac | Utilisé dans le contrôle thermique des vaisseaux spatiaux, opérant à partir de -10 à plus de 100 degrés. Convient aux applications à basse température. | 4,700 |
| Éthanol | Efficace où l'eau gèle, la plage opérationnelle de -10 degré à plus de 100 degrés. Bon pour les applications à basse température. | 2,440 |
| Solutions de glycol | L'éthylène et le propylène glycol mélangés à l'eau, efficaces à partir de -50 à 150 degrés. Le propylène glycol est moins toxique et plus sûr pour les applications sensibles. | 2 800 (éthylène glycol) |
| Réfrigérants | Employé dans les systèmes CVC; Les gammes de fonctionnement spécifiques dépendent du type de réfrigérant. | Varie selon le type (par exemple, R134A: 1 050) |
| Liquides diélectriques | Des fluides non conducteurs et thermiquement stables comme Fluorinert; Idéal pour l'électronique sensible mais généralement plus cher avec une conductivité thermique plus faible. | ~1,500 |
Matériau en dissipateur thermique
Le matériau utilisé pour le dissipateur thermique doit avoir une conductivité thermique élevée. Les matériaux communs comprennent le cuivre, l'aluminium et parfois les composites avancés. Le cuivre est souvent préféré pour son excellente conductivité thermique, tandis que l'aluminium est plus léger et plus facile à travailler.
Comparaison de la conductivité thermique
La conductivité thermique détermine la rapidité avec laquelle la chaleur se déplace à travers un matériau. Le cuivre a un bien plus hautconductivité thermique[1]que l'aluminium, ce qui le rend plus efficace pour transférer la chaleur. Cependant, le cuivre est plus lourd et plus cher. L'aluminium, bien qu'il ne soit pas aussi conducteur, est beaucoup plus léger et plus facile à fabriquer.
| Matériel | Conductivité thermique (w / m · k) | Densité (g / cm³) | Coût |
| Cuivre | 385 | 8.96 | ++ |
| Aluminium | 205 | 2.70 | + |
| Graphène | 5300 | 2.20 | +++ |
Pourquoi le cuivre est-il préféré pour les dissipateurs thermiques dans des applications haute performance?
Le cuivre est utilisé dans les dissipateurs thermiques haut de gamme car il éloigne rapidement la chaleur de la source. Ceci est essentiel dans des applications telles que les PC de jeu, les serveurs et les machines industrielles. Certains dissipateurs thermiques combinent même le cuivre et l'aluminium pour équilibrer le poids, le coût et les performances. Par exemple, de nombreux refroidisseurs de processeurs utilisent des turbacs en cuivre avec une base en aluminium et des ailerons.
Chambre de vapeur carrée avec des trous percés CNC
Les plaques en aluminium interne et les points de montage sont conçus pour maintenir les chambres de vapeur en place, garantissant que la chaleur est efficacement transférée des composants sensibles.
Dissipateur thermique en aluminium avec tuyau thermique en cuivre (haut)
Ce dissipateur de chaleur en aluminium avec des caloducs en cuivre intégré est conçu pour une gestion thermique à haute efficacité dans des applications exigeantes. Les pipes thermiques en cuivre améliorent la conductivité thermique globale.
Dissipateur thermique en aluminium avec tuyau thermique en cuivre (avant)
Ce dissipateur de chaleur est parfait pour des applications telles que l'électronique d'alimentation, l'équipement de télécommunications et le matériel informatique, où le maintien de performances stables sous des charges lourdes est essentielle.
Aluminium pour un refroidissement léger et rentable
L'aluminium est largement utilisé dans les solutions de refroidissement pour le budget. Il est fort, léger et facile à façonner. Cela le rend idéal pour les ordinateurs portables, les petits PC à facteur de forme et les systèmes intégrés. Parce que l'aluminium est plus abordable, c'est souvent le choix par défaut pour l'électronique produite en masse.
Choisir le bon matériau de dissipateur thermique dépend de l'équilibre des performances thermiques, du poids et du coût. Pour la plupart des temps quotidiens, l'aluminium fonctionne bien, mais pour les besoins de refroidissement extrêmes, le cuivre ou les composites avancés sont de meilleurs choix.
[1]: Comprendre comment améliorer la conductivité thermique de votre dissipateur de chaleur liquide personnalisé
Comment calculer la conductivité thermique pour le tuyau de chaleur?
La conductivité thermique est un facteur critique lors de la conception des dissipateurs thermiques. Il mesure dans quelle mesure un matériau peut transférer la chaleur. Pour calculer la conductivité thermique d'un tuyau de chaleur, vous devez considérer:
- Matériel: Le cuivre a une excellente conductivité thermique, atteignant jusqu'à 100, 000 avec des conditions optimales, bien supérieures à l'aluminium ou à d'autres matériaux communs. Cela fait du cuivre un choix idéal pour une conception efficace de caloques thermique.
- Conception rainurée: La structure rainorée améliore l'action capillaire et augmente la surface interne, améliorant l'efficacité globale du transfert thermique. Cette conception permet une meilleure gestion du liquide de travail dans le calcul thermique.
- Différence de température: Plus la différence entre les extrémités chaudes et froides est grande, plus la chaleur peut être transférée.
La formule de base pour faire uncaculation de conductivité thermique[1]est:
Keff=q.leff / A. ▲ t
Où:
- QÉlectricité transportée, exprimée en watts (w). Cela indique le taux de transfert de chaleur à travers le matériau. Vous pouvez le vérifier sur votre appareil.
- kConductivité thermique efficace mesurée en watts par mètre-kelvin (w / m · k). Cette valeur représente la façon dont la chaleur est effectuée par un matériau ou un système.
- AZone transversale (m²) à travers laquelle la chaleur est effectuée. Cette zone influence la quantité de chaleur peut être transférée à une différence de température donnée.
- ΔTDifférence de température (degré) entre l'évaporateur et les sections du condenseur. Ce gradient entraîne le processus de transfert de chaleur.
- LLa longueur effective, calculée comme: Leff=(Levaporator + LCondesnser) / 2 + LaDiabatique, où (Levaporator + Lcondesnser) sont la longueur de l'évaporateur et des sections de condenseur respectivement, et "ladiabatique" est la longueur de la section adiabatique. Ce terme explique la distance totale sur laquelle la chaleur est transférée.
[1]: Comprendre comment calculer la conductivité thermique du dissipateur thermique personnalisé
Applications du dissipateur thermique à tuyaux de chaleur
Les dissipateurs thermiques Heatpipe sont utilisés dans diverses industries, de l'électronique grand public aux machines industrielles. Certaines applications clés comprennent:
- Ordinateur: Les thermosipes sont couramment utilisés dans les systèmes de refroidissement par ordinateur haute performance, en particulier le CPU.
- Éclairage LED: Les LED puissantes nécessitent un refroidissement efficace pour maintenir les performances et empêcher la surchauffe.
- Électronique électrique: Les pipipes sont utilisées dans les onduleurs, les systèmes UPS et d'autres électroniques d'alimentation pour gérer la dissipation thermique.
- Panneaux solaires: Dans les systèmes solaires thermiques, les thermosipes sont utilisés pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur.
Quelle est l'espérance de vie d'un dissipateur thermique?
Les pipipes sont connues pour leur longévité, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements contrôlés. Dans des conditions idéales, un dissipateur thermique à tuyau de chaleur peut être utilisé une longue période qui ne le pensez. Les facteurs clés affectant la durée de vie comprennent:
- Conditions de fonctionnement: Des températures élevées et des conditions extrêmes peuvent raccourcir la durée de vie.
- Qualité de fabrication: Les piles thermiques bien faites ont tendance à durer plus longtemps, avec un minimum de fuite ou de dégradation.
- Entretien: Bien que la plupart des pipires ne nécessitent pas l'entretien, les dommages causés par des facteurs externes peuvent réduire leur efficacité.
Conclusion
Les dissipateurs de chaleur Heatpipe offrent un moyen efficace et fiable de gérer votre équipement électronique et industriel. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à contacter les experts de Kaixin et à visiterAluminium kaixinPour en savoir plus sur la fabrication de dissipation thermique personnalisée.