Heatpipes: Effektive, zuverlässige Kühllösungen

Heatpipes sind ein zuverlässiger, passiver Zweiphasen-Wärmetransport. Kombinieren Sie sie mit anderen thermischen Technologien für langlebige, leistungsstärkere und effiziente Kühllösungen.

Hochpräzise Temperaturregelung

Wärme aus beengten oder dicht gepackten Bereichen entfernen

Längere Produktlebensdauer

Nutzen Sie bis zu 20 Jahre konsistenten, passiven Wärmetransport ohne Beeinträchtigung der thermischen Leistung

Kosteneffiziente Designflexibilität

Routingfähige, kostengünstige Heatpipes leiten Wärme dorthin, wo Kühlung zur Verfügung steht

Effizienter Wärmetransport steigert die thermische Leistung

Erhöhen Sie die Wärmeübertragung um das 10- bis 200-fache von massivem Kupfer, Aluminium oder Graphit.

Zweiphasen-Kühlvideo

(Transkript ansehen)

Kupfer-Heatpipes im Schnee

Heatpipes: Zuverlässige, vielseitige Zweiphasenkühlung

Boyd leistet Pionierarbeit bei der Entwicklung der Heatpipe-Technologie und setzt seit über 50 Jahren den Standard für zweiphasige Kühllösungen. Unser breites Know-how in den Bereichen Heatpipe-Materialien, Flüssigkeiten, Konstruktionen und andere thermische Technologien macht Boyd zu einem idealen Heatpipe-Designer und -Hersteller für die anspruchsvollsten und innovativsten Anwendungen.

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Was sind Heatpipes?

Heatpipes nutzen die hohe Wärmekapazität des Phasenwechsels in einem robusten Format und sind damit eine der effizientesten und vielseitigsten Wärmemanagementtechnologien, um Wärme zuverlässig und schnell zu transportieren.

Heatpipes bestehen aus drei Hauptkomponenten: einer vakuumversiegelten Hülle oder Hülle, einer Arbeitsflüssigkeit und einer Dochtstruktur. Die Hülle hält die Heatpipe-Arbeitsflüssigkeit vakuumdicht und sorgt so für einen jahrzehntelangen gleichmäßigen Wärmetransport. Die Arbeitsflüssigkeit wechselt die Phase im Anwendungstemperaturbereich und muss mit den Heatpipe-Schalen- und Dochtmaterialien kompatibel sein. Der Docht bewegt die Flüssigkeit passiv durch die Heatpipe.

Wie funktionieren Heatpipes?

Eine Heatpipe ist ein geschlossenes Verdampfer-Kondensator-System. Die versiegelte Schale ist ein hohles Rohr, das mit einer Kapillarstruktur oder einem Docht ausgekleidet ist. Eine Arbeitsflüssigkeit bei einem bestimmten Dampfdruck sättigt die Dochtkapillaren in einem Gleichgewichtszustand zwischen Flüssigkeit und Dampf.

Die Flüssigkeit im Docht verdunstet, wenn die Heatpipe beginnt, Wärme aufzunehmen. Der Dampf füllt den Hohlbereich der Heatpipe, den sogenannten Dampfraum, und verteilt die Wärme gleichmäßig über die Heatpipe. Die Wärmeverteilung über die Heatpipe erfolgt schnell und bestimmt die hohe Wärmeleitfähigkeit der Heatpipe.

Wenn eine Stelle entlang der Heatpipe unter die Verdampfungstemperatur fällt, kommt der Dampf mit dem Kühlerdocht und der Hülle in Kontakt und gibt seine latente Wärme an das Gehäuse ab. Der Dampf hat nicht mehr genug Energie, um eine gasförmige Form beizubehalten, kondensiert wieder zu Flüssigkeit und sickert dann in die Dochtstruktur. Die Kapillarwirkung innerhalb des Dochts führt das Kondensat in den Verdampferbereich zurück und schließt den Betriebszyklus ab.

Wie funktionieren Heatpipes?
Heatpipe-Baugruppe mit Lamellen

Warum Heatpipes verwenden?

Heatpipes haben eine extrem effektive hohe Wärmeleitfähigkeit. Massive Leiter wie Aluminium, Kupfer, Graphit und Diamant haben Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 250 W/m•K bis 1.500 W/m•K, aber die effektive Wärmeleitfähigkeit von Heatpipes reicht von 5.000 W/m•K bis 200.000 W/m•K. Heatpipes übertragen Wärme auch über relativ große Entfernungen.

Über 50 Jahre Heatpipe-Erbe

Boyd entwickelt seit über einem halben Jahrhundert spezielle Heatpipes für anspruchsvolle Anwendungen. Wir verfügen heute über ein immenses Portfolio an Wärmemanagement-Technologien, um uns auf einzigartige Weise in die Heatpipe-Technologie zu integrieren und kreative thermische Lösungen zu erfinden, die die am besten geeignete Kombination von Technologien implementieren. Die Erfahrung unseres Engineering-Teams in Verbindung mit bewährten Fertigungstechniken ermöglicht es Boyd, optimierte und zuverlässige Heatpipe-Technologien zu entwickeln, um die Effizienz Ihres thermischen Systems in großem Maßstab zu steigern.

Heatpipe-Baugruppe

Integrieren Sie Heatpipes mit anderen thermischen Technologien

Heatpipe-Wärmeverteilungselemente

Wärme effizient verteilen und transportieren

Heatpipes, die in andere thermische Technologien integriert sind, schaffen eine dynamischere, leistungsfähigere und effizientere Wärmemanagementlösung. Heatpipes verbessern die Luftkühlung mit höherer Wärmeleitfähigkeit und können Wärme transportieren, Wärme verteilen oder die Effizienz luftgekühlter Kühlkörper verbessern, um den Bedarf an flüssigkeitsgekühlten Lösungen bei steigenden Wärmelasten zu verzögern.

Wärmerohre zum Wärmetransport nutzen

Heatpipes werden entwickelt und hergestellt, um Wärme von einer Wärmequelle oder einem Bereich mit hohem Wärmefluss in ein abgelegenes Gebiet zu transportieren. Diese Funktion ist ideal, um Wärme aus beengten oder dicht gepackten Bereichen in Regionen mit kühlerer Luft oder mehr Volumen für luftgekühlte Kühlkörper abzuleiten. Mit mehr Designflexibilität können Produktdesigner und -architekten die Produktleistung und das Layout verbessern, um einige der anspruchsvollsten luftgekühlten Anwendungen mit einer zuverlässigen, kostengünstigen Lösung zu ermöglichen.

Transport Heat Pipe Baugruppen

Verwendung von Heatpipes zur Wärmeverteilung

Eingebettete Heatpipes beseitigen lokale Hotspots, reduzieren den Wärmestau um elektronische Komponenten und verbessern die Effizienz luftgekühlter Kühlkörper um 20 % (im Vergleich zu Spreizern mit Aluminium- oder Kupferbasis) durch eine schnellere und gleichmäßigere Wärmeverteilung. Dies ist besonders wirkungsvoll bei Anwendungen, bei denen die Wärmequelle im Verhältnis zur Lamellenfläche des Kühlkörpers klein ist, wie z. B. Elektronik oder Computer. Biegen oder glätten Sie Heatpipes, um thermische und geometrische Anforderungen zu erfüllen, reduzieren Sie die Gesamthöhe, erhöhen Sie den Oberflächenkontakt oder führen Sie um Sperrbereiche wie Montageteile herum. Eingebettete wärmeverteilende Heatpipes bieten Wärmearchitekten mehr Flexibilität, da sie keine Änderung der Kühlkörpergeometrie erfordern, was bei Nachrüstungsanwendungen oder zur Erhöhung der Leistung bestehender Produkte nützlich ist.

Heatpipe-Technologien

Erfüllen Sie die Anwendungsanforderungen mit der richtigen Konstruktion

Das breite Heatpipe-Technologieportfolio von Boyd demonstriert unser Know-how und unsere Tradition im Bereich Deep Heatpipes, die Sie nutzen können, um die zuverlässige thermische Leistung in jeder Anwendung zu maximieren.

Kupfer-Wasser-Wärmerohre

Kupfer-Wasser-Heatpipes sind aufgrund der hohen Wärmekapazität der zweiphasigen Wasserkühlung in einem vielseitigen Kupfergehäuse eine beliebte Komponente für eine Vielzahl von Anwendungen. Die streng kontrollierten Herstellungsprozesse von Boyd, die durch die Erfahrung in der Produktpraxis unterstützt werden, stellen sicher, dass unsere Kupfer-Wasser-Heatpipes weit über 20 Jahre halten können.

Telekommunikation und 5G

Verbesserte Druckguss-Heatspreader, Telekommunikationsserver-Mikroprozessor und Kühlung von Testgeräten

Cloud-Computing

Wärmeverteiler- und Kühlbaugruppen für CPUs, GPUs und DIMM-Karten

Heimelektronik

Laptop- und Notebook-Kühlaggregate, Handheld- und Konsolen-Gaming-System-Kühlsysteme

Hochtemperatur-Wärmerohre

Hochtemperatur-Heatpipes bieten eine hochpräzise Temperaturregelung, eine schnelle Erholung und ein gleichmäßigeres Management bei hohen Temperaturen, um den Energieverbrauch zu senken und die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Anwendung zu verbessern.

Energiemanagement

Solarreceiver, thermionische Umrichter, Alkalimetall-Wärme-Elektro-Umrichter (AMTEC), Stirlingmotor-Schnittstellen, Motorkomponenten und Fusionsanwendungen

Industrielle Ausstattung

Chemie- und Materialverarbeitung, Glasherstellung, epitaktische Abscheidung, Halbleiterkristallzüchtung, Gasphasenabscheidung, Diffusionsglühen, Charakterisierung thermophysikalischer Eigenschaften sowie Temperatur- und Thermoelementkalibrierung

Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

Magnetoplasmadynamische (MPD) Triebwerke, Isotopentrennung, Vorderkanten für die Luft- und Raumfahrt, Raketendüsen, Hochtemperatur-Weltraumstrahler

Kryogene Heatpipes

Kryogene Heatpipes sind für den Einsatz in anspruchsvollen kryogenen Umgebungen optimiert, verbessern die Sicherheit und Zuverlässigkeit thermischer Systeme, erhöhen die Effizienz thermischer Systeme und maximieren die Anwendungsverfügbarkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Energie- und Wartungskosten.

Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

Kryokühler-Schnittstellen, Infrarot-Sensorkühlung, Kamera- und Sensor-Wärmemanagement unter Start- und Orbitbedingungen, Kühlung von Satellitenkomponenten, supraleitende Magnete, Tiefseeanwendungen, Hochgeschwindigkeits- und geosynchrone Orbitanwendungen

Medizin

Temperaturmanagement für medizinische Geräte mit niedriger oder kryonischer Temperatur, Kühl- und Gefrierkühlsysteme für die Probenkonservierung und -prüfung sowie empfindliche Detektionsgeräte in medizinischen Laborgeräten

Loop-Heatpipes

Loop Heat Pipes (LHPs) sind biegsam, flexibel, routingfähig und können Wärme weiter transportieren als herkömmliche Heatpipes. Sie eignen sich ideal für die Kühlung dispergierter Systeme und können mehrere Verdampfer und passive oder aktive Wärmeregler enthalten, um mehrere Wärmequellen zu bewältigen. Loop-Heatpipes können Wärme bis zu 23 Meter (75 Fuß) transportieren, Millionen von Biegezyklen standhalten und Schwerkraftbelastungen von bis zu 9 g standhalten. Sie sind eine Lösung mit geringer Masse, um komplexe und weitreichende Geometrien zu lösen, und sind robuste Technologien für anspruchsvolle Umgebungen.

Telekommunikation

Kühlen von Computer- oder Server-Mikroprozessoren und Wärmemanagement von Testgeräten

Luftfahrt

Leichte Avionik-, Motor- und Elektronikkühllösungen in mehr Elektroflugzeugen (MEA), elektronischer Wärmetransport zu verstauten Kühlerplatten während des Satellitenstarts. Sie können auch als Wärmedioden arbeiten, um rückständigeS Hitzeleck zu verhindern.

Verteidigung

Kühlung der am Aktuator montierten Elektronik, Triebwerksabwärme, Flügel- und Motorhaubenschutz, Vereisung und Unterdrückung thermischer Signaturen

Flexible Heat Pipes

Flexible Heatpipes ermöglichen es Ingenieuren, die Position der wärmeerzeugenden Komponenten zu optimieren, um die Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit zu maximieren und gleichzeitig die thermische Leistung unter rauen Betriebsbedingungen und bei beengten Platzverhältnissen aufrechtzuerhalten. Optimieren Sie die Platzierung von beweglichen Aktuatoren und Remote-Terminals, ohne die Thermik zu beeinträchtigen. Die zusätzliche Mobilität vereinfacht auch die Installation und Wartung auf engstem Raum.

Luftfahrt

Wärmemanagementsysteme für Avionik und Flugzeugausrüstung

Verteidigung

Wärmemanagementsysteme für Avionik und Flugzeugausrüstung

Variable Leitfähigkeit Heat Pipes

Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit (VCHP) helfen Ingenieuren, die Temperaturen durch kontrollierten Wärmetransport und -ableitung präzise zu steuern. Sie regeln die Verdampfertemperatur durch die Verwendung von nicht kondensierbarem Gas (NCG) in der Heatpipe und steuern so die verfügbare Kondensatorfläche. VCHPs sind eine kostengünstige Lösung, um kritische Gerätetemperaturen ohne aktive Komponenten oder Sensoren aufrechtzuerhalten.

Medizin

CAT-Scan-Kühlsystem

Luftfahrt

Thermische Steuerung der Satellitenheizkörperplatte, eingefrorene Startbedingungen

Isothermische Ofeneinlagen

Isotherme Ofenauskleidungen (IFLs) sind ringförmige Flüssigmetall-Heatpipes, die eine Arbeitsumgebung oder -zone mit einer einzigen Heizung und Steuerung für exakte Prozesse bieten. Sie sparen Zeit und Energie und maximieren gleichzeitig die Produktivität, indem sie eine isotherme Wandtemperatur erreichen. IFLs sind einfach zu installieren, erweitern die Designflexibilität und sind äußerst zuverlässig und kostengünstig.

Die Temperatureinstellung ist ein einfacher einstufiger Prozess und häufige Profilmessungen sind nicht erforderlich. Im Gegensatz zu Sonden sind IFLs nicht auf Wärmeübertragungspfade angewiesen, die mit umgebenden Wänden oder der Außenumgebung verbunden sind. Die gemessene räumliche Temperaturvariation in einer IFL beträgt weniger als 10 mK und kann in vielen Fällen die Empfindlichkeit der verfügbaren Messtechniken überschreiten.

Labor- und Testgeräte

Thermoelement- und Temperaturkalibrierung, Forschungsprozessrohre, Laboröfen

Industrielle Ausstattung

Schwarzkörperstrahler, konzentrierte Solarreceiver, chemische Verarbeitung

Halbleiter

Halbleiterkristallzüchtung, Gasphasenabscheidung

Konstante Leitfähigkeit Heat Pipes

Axial gerillte Heatpipes mit konstantem Leitwert (CCHPs) übertragen hohe Wärmelasten thermisch über 3 Meter. Sie verwenden einen Kreis von Rillen in der inneren Wandhülle der Heatpipe als Docht, um Kondensat von kühleren Oberflächen, auf denen Arbeitsflüssigkeit kondensiert ist, effizient zum Verdampfer zurückzuleiten. Sie können in der Herstellung kostengünstiger sein als herkömmliche Docht-Heatpipes.

Axial gerillte Heatpipes funktionieren am besten, wenn die Schwerkraft keine Rolle spielt, wie z. B. horizontale Konfigurationen oder im Weltraum. Sie sind wartungsarm und ideal für Anwendungen, bei denen die Wartung extrem schwierig ist. Die Wärmeübertragung über große Entfernungen erhöht die Designflexibilität und bietet Ingenieuren Optionen für die thermische Auslegung an schwierigen Standorten.

Telekommunikation

Kühlung von Kommunikationssatelliten

Luftfahrt

Satelliten-Wärmekontrolle, Heizkörperverkleidungen

Verteidigung

Kühlung von Verteidigungssatelliten

Heatpipe Produktdetails

Heatpipe-Hülle &; Dochtmaterialien

  • Kupfer
  • Edelstahl der 300er-Serie
  • Incoloy 800
  • Inconel ® 600, 601, 718, 625
  • Haynes 230, 188, 214
  • Nickel
  • Hastelloy C / Inconel® C-276
  • Titan
  • Tantal
  • Molybdän
  • TZM (Molybdän-Titan-Zirkonium-Legierung)
  • Rhenium
  • Niob
  • Wolfram

Heatpipe-Hülle &; Dochtmaterialien

  • Kupfer
  • Edelstahl der 300er-Serie
  • Incoloy 800
  • Inconel ® 600, 601, 718, 625
  • Haynes 230, 188, 214
  • Nickel
  • Hastelloy C / Inconel® C-276
  • Titan
  • Tantal
  • Molybdän
  • TZM (Molybdän-Titan-Zirkonium-Legierung)
  • Rhenium
  • Niob
  • Wolfram

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