Heatpipes und Dampfkammern: Was ist der Unterschied?

Im Internet wird viel darüber geredet, dass Heatpipes und Dampfkammern erstaunliche Ergänzungen zu luftgekühlten Kühlkörpern sind. Aber was ist der Unterschied, wenn es um Wärmerohre versus Dampfkammern geht?

Zwei-Phasen-Kühlung

Sowohl Heatpipes als auch Dampfkammern verwenden den gleichen Zwei-Phasen-Kühlprozess. Eine Flüssigkeit verdampft an der Wärmequelle und wird zu Dampf. Dieser Dampf wandert durch den Hohlraum der Heatpipe oder der Dampfkammer an einen kühleren Ort innerhalb des Rohrs oder der Kammer und kondensiert. Durch Kapillarwirkung wandert die kondensierte Flüssigkeit durch den Docht zurück zur heißen Stelle.

Was macht eine Heatpipe zu einer Heatpipe?

Eine Heatpipe kommt dem, wonach sie klingt, sehr nahe. Es ist natürlich ein Rohr, das verwendet wird, um Wärme zu leiten. Das Rohr wurde jedoch so verändert, dass es einen Docht enthält, und wurde abgedichtet, um die gesamte in das Rohr eingebaute Flüssigkeit zu transportieren. Während Heatpipes aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können, sind Kupfer und Wasser die Favoriten für Metall und Arbeitsflüssigkeit. Kupfer hat bereits eine hohe Leitfähigkeit, ist kommerziell erhältlich und während des Herstellungsprozesses einfach zu manipulieren. Der Arbeitstemperaturbereich zwischen Gefrieren und Verdampfen von Wasser deckt die meisten Anwendungen ab, daher verwenden die meisten Heatpipes Wasser in ihnen.

Was macht eine Dampfkammer zu einer Dampfkammer?

Dampfkammern ähneln einer Heatpipe, da sie Dampf in einer Kammer anstelle eines Rohrs beherbergt, daher "Dampfkammer". Dampfkammern haben auch einen Docht, um Flüssigkeit zurück zu Wärmequellen zu leiten. Anstelle eines Rohrs, in dem dieser Dampfraum und die Dochtstruktur untergebracht sind, werden in Dampfkammern in der Regel zwei miteinander versiegelte Platten verwendet, um die Flüssigkeit im Inneren zu halten.

Heatpipes versus Vapor Chambers

Beim Vergleich von Heatpipes und Dampfkammern ist der größte Unterschied die Richtung der Wärmeausbreitung. Heatpipes haben eine hohe effektive Wärmeleitfähigkeit, die entlang der Achse fokussiert ist, während Dampfkammern eine eher zweidimensionale, ebene Wärmeübertragungsrichtung haben.

Mit einer Dampfkammer können wir Wärme in mehrere Richtungen abführen, also sind zwei Dimensionen besser als eine, oder? Nicht immer. Einige Dampfkammer-Baumethoden sind etwas anfällig für Montagekräfte, aber die jüngsten Fortschritte haben Dampfkammern widerstandsfähiger gemacht. Die meisten Anwendungen erfordern eine mechanische Belastung des Kühlkörpers, um einen wirklich guten Kontakt zum Wärmeleitmaterial und zum zu kühlenden Gerät zu gewährleisten. Manchmal ist diese Last für Kupferdampfkammern zu hoch, ohne den Dampfraum zu komprimieren und möglicherweise auch die Dochtstruktur zu beschädigen. Hier sind fortschrittlichere und strukturell stabile ultradünne Dampfkammern aus Edelstahl effektive Lösungen.

Auf der anderen Seite haben Heatpipes im Allgemeinen weniger freitragenden Raum als Dampfkammern. Dadurch können Heatpipes extremen mechanischen Belastungen besser standhalten. Wir können auch Heatpipes biegen, um zusätzliche Kontrolle bei der Wärmeleitung zu erhalten. Wir können unsere hohe Wärmeübertragungsrate von einer Dimension auf etwas übertragen, das etwas näher an zwei Dimensionen liegt, indem wir Heatpipes in optimierte Formen biegen, die besser zu bestimmten Anwendungen passen.

Zwei-Phasen-Kühlung in Genie

Genie verwendet ein umfassendes Modell zur Simulation einer Heatpipe. Genie hat eine ziemlich einfache Heatpipe-Schnittstelle und kann nur gerade Heatpipes verarbeiten, die in die Basis eingebettet sind. Der Genie verteilt Ihre Heatpipes auch gleichmäßig in der Nähe Ihrer Wärmequellen. Aber um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie eine Heatpipe die Wärmeverteilung Ihrer Basis verbessern kann, ist sie ein großartiges Werkzeug. Wenn Sie auf der Suche nach fortschrittlicheren Simulationswerkzeugen sind, die sowohl Heatpipes als auch Dampfkammern genau simulieren, schauen Sie sich SmartCFD an. Boyd Konstrukteure kennen sich mit einigen der verrückten Möglichkeiten aus, wie wir Heatpipes verwenden können. Wenn Sie Fragen dazu haben, wie Heatpipes sonst noch eingesetzt werden können, insbesondere für Ihre spezifische Anwendung, können Sie sich gerne an sie wenden