Lösungen mit Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit (VCHP)

Wenn neben der Wärmeabgabe präzise und zuverlässige Temperaturregelung benötigt wird, wie bei Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen die Elektronikkomponenten beeinträchtigen können, sind Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit eine kosteneffiziente Lösung.

Bei den Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit (VCHP) von Aavid wird die Änderung der Verdampfertemperatur durch die Veränderung der verfügbare Kondensatorfläche gesteuert. Abnehmende Umgebungstemperaturen bewirken eine Reduzierung des Dampfdruckes des Arbeitsmediums und eine Erhöhung des Volumens des nicht kondensierbaren Gases, was zu einer Verringerung der Kondensatorfläche führt. Das Ergebnis ist eine effiziente Kühlmethode, die ohne bewegliche Teile auskommt.

Die Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit von Aavid arbeiten effizient bei Umgebungstemperaturen von -5 °C bis 65 °C und in Verbindung mit Kupferplatten, die 0,2 cm dünn sein können. Sie sind mit zahlreichen Heatpipe-Baugruppen kompatibel.



Es sind drei VCHP-Konfigurationen erhältlich:

•Mit Docht mit Kaltreservoir
•Ohne Docht mit Heißreservoir
•Aktiv geregelt mit geheiztem Reservoir

Diese Heatpipe-Lösungen sind effizienter als thermoelektrische Steuerungen, lassen sich einfacher konfigurieren und erfordern wenig oder keine Eingangsleistung. VCHPs werden in einer Vielzahl von anspruchsvollen Anwendungen für Extremtemperaturen eingesetzt und können in kundenspezifische Wärmelösungen von Aavid integriert werden.

Wie funktioniert die Heatpipe mit variabler Leitfähigkeit?

Durch die Verwendung einer geringen Menge an nicht kondensierbarem Gas (nachfolgend schematisch dargestellt) können die meisten Heatpipes zu Heatpipes mit variabler Leitfähigkeit umgebaut werden. Das nicht kondensierbare Gas wird vom Dampf des kondensierenden Arbeitsmediums zum Ende des Kondensators gespült und blockiert so einen Teil des Kondensators, wodurch dessen Leitfähigkeit effektiv reduziert wird. Wenn die Umgebungstemperatur steigt, verringert sich der Temperaturunterschied zwischen dem Kondensator und der Umgebung. Dadurch steigt die Betriebstemperatur der Heatpipe. Dadurch steigt der Betriebsdruck oder Sättigungsdruck des Arbeitsmediums bei der Heatpipe-Betriebstemperatur und das nicht kondensierbare Gas wird zu einem kleineren Volumen komprimiert. Das Ergebnis ist, dass ein größerer Teil der Kondensatorfläche für die Kondensierung des Arbeitsmediums verfügbar ist. Dies begrenzt den Anstieg der Betriebstemperatur der Heatpipe und der daran montierten Komponente, ähnlich wie bei der Heatpipe mit konstanter Leitfähigkeit (CCHP). Idealerweise wird durch die erhöhte Leitfähigkeit des Kondensators der Anstieg der Umgebungstemperatur ausgeglichen und die Heatpipe arbeitet bei konstanter Temperatur.

Der Steuerungsgrad ist abhängig von der Sättigungskurve des Arbeitsmediums, dem gewünschten Betriebstemperatur-Sollwert, den Umgebungstemperatur- und Wärmebelastungsbereichen und dem Gasvolumen relativ zum Volumen des Dampfraumes im Kondensator.



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