Tepelné potrubí je pasivní dvoufázové zařízení pro přenášení tepla, které přemisťuje tepelnou energii prostřednictvím neustálých cyklů odpařování a kondenzace. Přemýšlejte o tom jako o radiátoru v autě.
Tepelná trubice obsahuje dutý plášť / obálku (např. Trubku) vyrobenou z tepelně vodivého materiálu (např. Měď, hliník), pracovní tekutinu (tj. Kapalinu, která může účinně absorbovat a přenášet energii) společně v uzavřeném / uzavřeném systému.
Tepelné trubky se používají pro systémy HVAC, kosmické aplikace (např. Termické řízení kosmických lodí) a nejčastěji k ochlazování elektronických horkých míst. Tepelné trubky mohou být malé pro jednotlivé součásti (např. CPU, GPU ) a / nebo osobní zařízení (např. Smartphony / tablety, notebooky, počítače) kryty ).
Jak funguje tepelná trubka?
Koncept za teplem je obdobný jako u automobilového chladiče nebo chladícího systému pro počítačové kapaliny , ale s většími výhodami. Technologie tepelných trubek funguje využitím mechaniky (tj. Fyziky):
- Tepelná vodivost
- Fázový přechod
- Proudění
- Kapilární působení
Jeden konec tepelného potrubí, který udržuje kontakt s vysokoteplotním zdrojem (např. CPU ), je znám jako odpařovací část . Jakmile odpařovací část začne přijímat dostatečný tepelný příkon (tepelná vodivost), lokální pracovní tekutina obsažená v knotové struktuře obložení pláště se pak odpaří z kapaliny do plynného stavu (fázový přechod). Horký plyn vyplňuje dutinu v trubce.
Vzhledem k tomu, že tlak vzduchu se vytváří uvnitř dutiny odparovacího úseku, začne pohánět latentní teplo, které nese paru, směrem k chladnějšímu konci tepelné trubky (konvekce). Tento studený konec je známý jako část kondenzátoru . Páry v sekci kondenzátoru se ochladí až do okamžiku, kdy kondenzují zpět do kapalného stavu (fázový přechod), čímž uvolní latentní teplo, které bylo absorbováno procesem odpařování. Latentné teplo přenáší do skříně (tepelná vodivost), kde lze snadno odpojit od systému (např. Ventilátorem nebo chladičem).
Chladící pracovní tekutina je nasákavá strukturou knotů a rozptýlena zpět k odparovací části (kapilární účinek). Jakmile kapalina dosáhne části výparníku, vystaví se tepelnému vstupu, který opět pokračuje v cyklu.
Chcete-li vizualizovat vnitřní stranu tepelného potrubí v činnosti, představte si, že tyto procesy fungují hladce v cyklu:
- Plyn plynoucí dutou dutinou z horkých do studených sekcí
- Tekutina se pohybuje strukturou knotů z chladných do horkých částí
Tepelné potrubí je schopno přemístit teplo pouze tehdy, když teplotní gradient spadá do provozního rozsahu systému - plyny nebudou kondenzovat, když teploty překročí kondenzační bod prvku, tekutiny se nevypaří, když teploty nedosahují bodu odpařování prvku. Vzhledem k tomu, že je k dispozici řada účinných materiálů a pracovních kapalin, jsou výrobci schopni jemně naladit návrh tepelných trubek a zaručit jejich výkon.
Výhody a výhody tepelných trubek
Ve srovnání s běžnými metodami elektronického chlazení nabízejí teplárny značné výhody (s několika omezeními):
- Pasivní chlazení: Tepelné potrubí nepotřebuje ruční spínač ani elektrickou energii, aby fungoval. Vše, co je požadováno, je teplotní rozdíl mezi výparníkem a kondenzátorem.
- Žádná údržba: Tepelné trubky jsou zcela uzavřené / uzavřené systémy s nulovými mechanickými / pohyblivými částmi.
- Flexibilní konstrukce: Tepelné trubky mohou být vyrobeny s tloušťkou / průměrem až 3 mm, mohou být vytvořeny v tvarech u, které jsou natolik těsné, aby se navinuly kolem okraje penny a pracovaly v jakémkoliv směru / orientaci (tj. Nezávislé na gravitaci) . Tyto flexibilní konstrukční aspekty umožňují, aby tepelné trubky splňovaly určité tvary a / nebo požadavky.
- Vysoká vodivost: Tepelné trubky jsou vyrobeny z materiálů, které dokáží zpracovávat teploty až do 1000 stupňů Celsia. Výběr materiálů obalů, pracovní tekutiny a knotové struktury umožňují konstruktérům jemně doladit rozsahy provozních teplot.
- Hodnota: Tepelné trubky mají tendenci být menší, lehčí, efektivnější a cenově dostupnější než srovnatelné typy chladicích systémů.