Šta je toplotna cijev?

Toplotna cijev je pasivni, dvostepeni uređaj za prenos toplote koji premešta toplotnu energiju kroz trajne cikluse vaporizacije i kondenzacije. Zamislite to kao radijator u vašem automobilu.

Cev za toplotu uključuje šuplje kućište / kovertu (npr. Cijev) napravljenog od termoprovodljivog materijala (npr. Bakra, aluminijuma), radne tečnosti (tj. Tečnosti koja može efikasno da apsorbuje i prenese energiju) i strukturu / zajedno u potpuno zatvorenom / zapečaćenom sistemu.

Toplotne cijevi se koriste za HVAC sisteme, vazduhoplovne primjene (npr. Termička kontrola za svemirske letve) i - najčešće - hlađenje elektronskih vrućih tačaka. Toplotne cevi mogu biti male za pojedinačne komponente (npr. CPU, GPU ) i / ili lične uređaje (npr. Pametne telefone / tablete, laptopove, kompjutere) ili dovoljno velike za prilagođavanje kućišta u punoj veličini (npr. Podaci, mreža ili serveri / kućišta ).

Kako radi toplotna cijev?

Koncept iza toplotne cevi je sličan onome kod automatskog radijatora ili rashladnog sistema računarske tečnosti , ali sa većim prednostima. Tehnologija toplotne cevi radi pomoću mehanike (tj. Fizike):

Jedan kraj toplotne cevi koji održava kontakt sa izvorom visoke temperature (npr. CPU ) poznat je kao odsek isparivača . Kako delovi isparivača počinju da dobijaju dovoljnu toplotnu snagu (toplotna provodljivost), lokalna radna tečnost koja se nalazi u pletivnoj strukturi koja leži u kućištu zatim se upari iz tečnosti u stanje gasova (fazna tranzicija). Vrući gas ispunjava šuplju šupljinu unutar toplotne cevi.

Kako se pritisak vazduha razvija unutar šupljine odseka izparača, on počinje da vodi latentnu toplinu prenosa pare - prema hladnom kraju toplotne cevi (konvekcija). Ovaj hladni kraj je poznat kao deo kondenzatora . Para u dijelu kondenzatora hladi do tačke gde se kondenzuje nazad u tečnost (fazna tranzicija), oslobađajući latentnu toplotu koja je apsorbovana procesom uparivanja. Latentna toplota prenosi u kućište (toplotna provodljivost) gde se lako može ukloniti od sistema (npr. Sa ventilatorom i / ili hladnjakom).

Hlađena radna tečnost je namotana strukturom za vuču i raspoređena prema odseku isparivača (kapilarno dejstvo). Kada tekućina dostigne deo isparivača, postaje izložena ulazu toplote, koji ponovo nastavlja ciklus.

Da bi vizuelizovali unutrašnjost toplotne cevi u akciji, zamislite da ovi procesi rade glatko u ciklusu:

Toplotne cijevi mogu premjestiti samo ako temperaturni gradijent padne unutar operativnog opsega sistema - gasovi neće kondenzovati kada temperature prelaze tačku kondenzacije elementa, tečnosti neće ispariti kada temperature padnu na tačku vaporizacije elementa. Međutim, imajući u vidu različite efikasne materijale i radne fluide, proizvođači mogu fino podesiti dizajn toplotnih cevi i garantovati performanse.

Prednosti i prednosti toplotnih cijevi

Protiv konvencionalnih metoda elektronskog hlađenja, toplotne cevi nude značajne prednosti (sa nekoliko ograničenja):