Siltuma caurule ir pasīva, divu fāžu siltuma pārneses ierīce, kas pārvieto siltumenerģiju ar pastāvīgu iztvaicēšanas un kondensācijas ciklu. Padomā par to, piemēram, radiatoru savā automašīnā.
Siltuma caurulē ir dobs korpuss / aploksne (piemēram, caurule), kas izgatavota no termoizvadoša materiāla (piemēram, varš, alumīnijs), darba šķidrums (ti, šķidrums, kas var efektīvi absorbēt un pārnest enerģiju) un dakts struktūra / oderējums kopā pilnībā noslēgtā / noslēgtā sistēmā.
Siltuma caurules tiek izmantotas HVAC sistēmās, kosmosa lietojumos (piemēram, termiskā kontrole kosmosa kuģiem) un - visbiežāk - atdzesējot elektroniskos karsētos punktus. Siltumenerģijas caurules var būt mazas atsevišķām sastāvdaļām (piem., CPU, GPU ) un / vai personālajām ierīcēm (piemēram, viedtālruņiem / planšetdatoriem, klēpjdatoriem, datoriem) vai pietiekoši lielām, lai ievietotu pilna izmēra korpusus (piem., Datus, tīklu vai serveru plauktus / korpusi ).
Kā darbojas siltuma caurule?
Siltuma caurules koncepcija ir līdzīga automobiļu radiatora vai datora šķidruma dzesēšanas sistēmas koncepcijai, taču tai ir lielākas priekšrocības. Siltumenerģijas cauruļu tehnoloģija darbojas, ieviešot mehāniku (ti, fiziku):
- Siltumvadītspēja
- Fāzes pāreja
- Konvekcija
- Kapilāra darbība
Siltuma caurules, kas uztur kontaktu ar augstas temperatūras avotu (piemēram, CPU ), vienu galu sauc par iztvaicētāja sekciju . Tā kā iztvaicētāja sekcija sāk saņemt pietiekamu siltuma ievadi (siltumvadītspēja), lokšņu darba šķidrums, kas atrodas dakts konstrukcijā, kas pārklāj cokolu, pēc tam iztvaicē no šķidruma līdz gāzveida stāvoklim (fāzes pāreja). Karstā gāze aizpilda dobu dobumu siltuma caurules iekšpusē.
Tā kā iztvaicētāja sekcijas dobumā ieplūst gaisa spiediens, tā sāk vadīt siltuma caurules (konvekcijas) aukstākajā galā vadāmo siltumu, kas satur tvaiku. Šis aukstais gals ir pazīstams kā kondensatora sekcija . Tvaiki kondensatora sadaļā atdzesē līdz vietai, kur tā kondensējas atpakaļ šķidrā stāvoklī (fāzu pāreja), atbrīvojot latento siltumu, kas absorbēts iztvaikošanas procesā. Slēptais siltums pārnes uz korpusu (siltumvadītspēja), ja to var viegli noņemt no sistēmas (piemēram, ar ventilatoru un / vai siltuma izlietni).
Atdzesētu darba šķidrumu iemērc ar dakšu struktūru un izdalās atpakaļ uz iztvaicētāja sekciju (kapilārā darbība). Kad šķidrums sasniedz iztvaicētāja sadaļu, tas kļūst pakļauts siltuma ievadam, kas atkal turpina darbību.
Lai vizualizētu siltuma caurules iekšpusi darbībā, iedomājieties, ka šie procesi vienmērīgi darbojas cikla laikā:
- Gāze, kas plūst cauri dobai dobumā no karstās līdz aukstajām sekcijām
- Šķidrums pārvietojas pa dakšu struktūru no aukstas līdz karstām sekcijām
Siltuma caurules spēj pārvietot siltumu tikai tad, ja temperatūras gradients iekrīt sistēmas darbības diapazonā - ja vielas temperatūra nepārsniedz elementa kondensācijas punktu, tad šķidrumi netiks iztvaikoti, ja temperatūra nepārsniedz elementa iztvaikošanas punktu. Bet, ņemot vērā pieejamo efektīvo materiālu un darba šķidrumu daudzveidību, ražotāji spēj precīzi saskaņot siltumenerģijas cauruļu konstrukciju un garantēt efektivitāti.
Siltuma caurules priekšrocības un priekšrocības
Salīdzinājumā ar tradicionālajām elektroniskās dzesēšanas metodēm, siltuma caurules piedāvā ievērojamus ieguvumus (ar dažiem ierobežojumiem):
- Pasīvā dzesēšana: Lai darbotos, siltumenerģijas caurulēm nav nepieciešams manuāls slēdzis vai elektrība. Viss, kas nepieciešams, ir temperatūras starpība starp iztvaicētāju un kondensatora sekcijām.
- Nav tehniskās apkopes: siltuma caurules ir pilnīgi noslēgtas / noslēgtas sistēmas ar nulles mehāniskām / kustīgām daļām.
- Elastīgs dizains: Siltumenerģijas caurules var izgatavot ar biezu / diametru 3 mm plānas plātnītes formā, jābūt veidotām u formās, kas ir pietiekami necaurlaidīgas, lai spolētu ap dinamikas malu un darbotos jebkurā virzienā / orientācijā (ti, nav atkarīgas no gravitācijas) . Šie elastīgie dizaina elementi ļauj siltumtīkli atbilstu īpašām formām un / vai prasībām.
- Augsta vadītspēja: siltuma caurules tiek izgatavotas ar materiāliem, kas spēj apstrādāt temperatūru līdz 1000 grādiem un vairāk. Materiālu, darba šķidrumu un dakšu konstrukciju izvēle ļauj dizaineriem precizēt darba temperatūras diapazonus.
- Vērtība: siltumenerģijas caurules mēdz būt mazākas, vieglākas, efektīvākas un pieejamākas nekā salīdzināmi dzesēšanas sistēmas.