7 найпоширеніших міфів про теплові труби

Оскільки електронні пристрої продовжують розвиватися, вимагаючи більше функцій і більшої надійності, надмірне тепло залишається значною перешкодою для розробки більш продуктивних програм наступного покоління та новаторських інновацій. У кожній галузі, особливо в мобільній, медичній, телекомунікаційній та Інтернеті речей (IoT), завдання полягає у створенні нових продуктів і систем, які були б компактними, багатофункціональними та здатними керувати високими тепловими навантаженнями з високою надійністю. Інженери стикаються з проблемою ефективної обробки тепла, оскільки споживачі вимагають менших, тонших, потужніших пристроїв із додатковими опціями, функціями та можливостями.

Двофазне охолодження швидко розвивається та набуває популярності у вирішенні цих проблем. Зокрема, теплові трубки довели високу ефективність у досягненні швидшого охолодження, меншої ваги, підвищеної надійності та довшого терміну служби. Однак їхня найважливіша перевага полягає в їх гнучкості конструкції, бездоганній інтеграції в теплові системи для значного підвищення ефективності охолодження та потужності.

огляд:

Компоненти теплової трубки поєднують зрілу та надійну пасивну двофазну теплопередачу з різноманітними іншими технологіями керування температурою для створення ефективних довговічних рішень для охолодження. Маючи понад п’ятдесят років інноваційного та виробничого досвіду в області теплових трубок, Boyd добре оснащений для розробки та виробництва ефективних і довговічних рішень для охолодження, які можуть працювати в найсуворіших умовах навколишнього середовища.

Розсувні мідні стінки та сердечники можна згинати або сплющувати відповідно до теплових і геометричних вимог додатків. Цю гнучкість можна використовувати для зменшення загального розміру, збільшення контакту з поверхнею або розташування теплових трубок навколо встановленого обладнання. Теплові трубки можна вбудовувати в інші технології для прискорення розсіювання тепла або використовувати теплові трубки в системі для транспортування тепла від джерела тепла до безпечного місця розсіювання.

 

Помилка 1:Якщо теплова трубка порветься, рідина витече на мій електронний пристрій.

Правда:Теплові труби рідко, якщо взагалі ламаються. У надзвичайно малоймовірних сценаріях мінімальна кількість рідини в трубі може наситити її серцевину, але вона не може капати чи витікати на ваш електронний пристрій. Теплові трубки за своєю природою міцні, вони працюють як суто пасивна система без рухомих частин, які можуть зношуватися з часом. Щоб «зламати» якісно виготовлену теплову трубку, потрібно її розрізати або піддати надмірному згину чи згортанню. Теплові труби заповнюються під вакуумом, гарантуючи, що об’єм рідини в трубі залишається у формі пари, запобігаючи будь-якому витоку.

Їх довговічність, висока надійність і характеристики без витоків роблять теплові трубки ідеальним рішенням для аерокосмічної, медичної, побутової електроніки, потужних застосувань, які вимагають високої надійності, і ринків, де витоки з традиційних рідких розчинів можуть мати катастрофічні наслідки.

 

Помилка 2:Теплові труби важкі.

Правда:Теплові трубки можуть більше зменшити вагу, ніж збільшити компоненти.

Хоча теплові трубки зазвичай виготовляються з міді (відносно важкого матеріалу), деякі помилково вважають, що інтеграція теплових трубок збільшить вагу їх рішення. Однак, незважаючи на те, що вони виготовлені з міді, теплові трубки є порожнистими, що зменшує вагу розчину, одночасно покращуючи теплові характеристики різними способами. Теплові труби зазвичай використовуються для передачі тепла в прохолодніші, віддаленіші та відкритіші місця, де повітряний потік і простір можна використовувати краще. Це дозволяє додавати вентилятори та легкі реберні конструкції в ці простори, зменшуючи загальний розмір і вагу системи охолодження.

Іншим поширеним прикладом є заміна традиційних мідних радіаторів або радіаторів більшого розміру на алюмінієву основу з вбудованими тепловими трубками. Висока ефективність розсіювання тепла тепловими трубками рівномірно та швидко розподіляє тепло по всьому радіатору, підвищуючи ефективність, зменшуючи розмір радіатора та вимоги до матеріалів, зрештою знижуючи загальну вагу та вартість рішення.

 

Помилка 3:Теплові труби можна використовувати лише з випарниками та конденсаторами на обох кінцях.

Правда:Теплові труби працюють по всій довжині, незалежно від їх розташування на трубі; вони постійно передають тепло від більш гарячих областей до більш холодних.

Теплові трубки зазвичай розроблені як компоненти управління теплом для транспортування тепла від джерела тепла на одному кінці до іншого для безпечного та ефективного розсіювання. Хоча таке використання поширене, це не єдиний спосіб використання теплових трубок.

Гнітова структура теплових трубок дозволяє їм працювати в будь-якому напрямку, часто перетинаючи всю довжину труби. Тепло за своєю природою переходить від гарячого до холодного, і теплові труби не є винятком. Незалежно від місця розміщення тепла вздовж труби, воно завжди буде надходити від джерела тепла до точки конденсації, а потім назад через серцевину. Це збільшує гнучкість конструкції та можливості для використання теплових трубок, дозволяючи більш інноваційне та економічно ефективне управління теплом. Одним із таких застосувань є вбудовування теплових трубок для поширення тепла замість його передачі. Коли теплові трубки вбудовано в нижню частину радіатора, тепло розподіляється по всій довжині теплової трубки, а не конденсується у фіксованій зоні. Наприклад, інтеграція теплових трубок у радіатори з повітряним охолодженням для підвищення продуктивності високої потужності, зменшення потреби в рідинних системах при охолодженні потужних IGBT.

 

Помилка 4:Теплові труби можуть поширювати тепло лише по прямій лінії. Якщо я хочу розподілити тепло по всій основі, мені потрібен теплорозподілювач.

Правда:Теплові трубки можна згинати, вони ведуть себе подібно до розподілювача тепла, але мають більш інтегровану структуру.

Коли теплові трубки були спочатку представлені та інтегровані з іншими технологіями, вони були вбудовані в прямі лінії. Щоб домогтися більш рівномірного розсіювання тепла, інженери застосували теплорозсіювачі. Хоча розподільники тепла можуть ефективно досягати рівномірного розповсюдження тепла, вони мають власний набір проектних проблем, які можуть не підходити для кожного застосування.

Хоча теплові трубки переміщують тепло лише вздовж своєї осі, вісь можна зігнути або використовувати з кількома тепловими трубками, щоб ефективно діяти як механізм плоскої дифузії, подібний до розподільника тепла. Теплові трубки економічніші, конструктивно міцніші та можуть бути розроблені так, щоб імітувати функції та продуктивність розподілювача тепла. Якщо правильно вмонтувати теплові трубки, вони можуть витримувати значну силу кріплення в системах, де парова камера може бути надто крихкою.

 

Помилка 5:Теплові труби повинні бути дуже гарячими, щоб працювати.

Правда:Технологія виготовлення дозволяє тепловим трубкам працювати навіть при невеликій різниці температур.

Оскільки теплові трубки функціонують за рахунок випаровування та конденсації, існує поширена помилкова думка, що для того, щоб теплові трубки були корисними, має бути велика різниця температур або висока температура. Однак, оскільки теплові труби заповнені вакуумом перед герметизацією, рідина в них існує одночасно у формі рідини та пари в точці насичення. Це схоже на кипіння рідини при нижчих температурах під зниженим тиском, наприклад, на більшій висоті та нижчому тиску. Молекули потребують менше тепла для збудження, достатнього для переходу з рідини в пару. Таким чином, температура джерела тепла не повинна досягати стандартної кімнатної температури кипіння, щоб ініціювати фазову зміну. Насправді лише кілька градусів різниці між «гарячою» і «холодною» областями теплової труби достатньо для її функціонування. Це одна з основних переваг використання теплових трубок, оскільки це може мінімізувати термічний опір розчину.

 

Помилка 6:Теплові труби не можна використовувати в умовах замерзання.

Правда:Теплові трубки можна розробити для роботи в надзвичайно суворих умовах, таких як мороз.

Режим роботи теплопроводів в умовах зовнішнього середовища залежить від матеріалів і конструкції. У той час як мідь/вода є найпопулярнішою комбінацією, інші матеріали можуть використовуватися для певних вимог. Такі рідини, як аміак, метанол і ацетон, можна об’єднати з сумісними металами, щоб утворити теплові трубки, які працюють при температурах значно нижчих -60 градусів.

Помилка 7:Теплові труби дорогі.

Правда:Додавання теплових труб може зменшити загальні витрати на рішення.

Пластичність міді забезпечує економічне виробництво, надійне ущільнення, а також легке згинання та пресування в певні геометричні форми. Бойд удосконалив виробничі процеси та технологію проектування теплових трубок для виробництва економічно ефективних високоефективних мідно-водяних теплових трубок. Теплові трубки дозволяють інженерам використовувати алюмінієві та вбудовані теплові трубки в додатках, де потрібні мідні оребрені основи, зменшуючи витрати. Вони також можуть усунути потребу у вентиляторах або інших компонентах, заощадивши гроші та вагу.

Підсумовуючи, теплові трубки є універсальними та дуже корисними в управлінні теплом, розвіюючи різноманітні помилкові уявлення. Ці хибні уявлення часто виникають через відсутність розуміння можливостей і застосувань технології. Завдяки здатності підвищувати ефективність охолодження, зменшувати вагу та працювати в різноманітних умовах, теплові трубки є надійним і економічно ефективним рішенням у постійно змінюваному ландшафті електронних і потужних застосувань.