Während Thermosiphons und Heatpipes oft ähnlich aussehen und sich ähnlich verhalten, gibt es einige wichtige Unterschiede zwischen ihnen.
In unseren vorherigen Blogs haben wir uns mit Was sind Thermosiphons? und den verschiedenen Thermosiphon-Konfigurationen und -Anwendungen befasst. Hier beantworten wir eine der am häufigsten gestellten Fragen zur Zweiphasenkühlung: Was ist der Unterschied zwischen einem Thermosiphon und einer Heatpipe?
Der Hauptunterschied
Während es sich bei beiden um passive Kühlsysteme handelt, die auf der Verdunstung und Kondensation einer Arbeitsflüssigkeit basieren, besteht der Unterschied zwischen einer Heatpipe und einem Thermosiphon darin, dass innerhalb von Heatpipes eine Dochtstruktur vorhanden ist, die bei Thermosiphons fehlt. Diese Dochtstruktur, in der Regel ein gesintertes Pulver, axial gerillt, ein Drahtgeflecht oder ein Siebdocht, erzeugt einen Kapillardruck, der es der Arbeitsflüssigkeit ermöglicht, in beliebiger Ausrichtung, auch gegen die Schwerkraft, in den Kondensator zurückzukehren. Bei einem Thermosiphon kehrt das Arbeitsmedium über die Schwerkraft zurück, was bedeutet, dass sich die Wärmequelle und der Verdampfer unterhalb der Kondensatoreinheit befinden müssen.
Was sind weitere Vor- und Nachteile?
Qmax:
Die maximale Wärmeübertragungskapazität (Qmax) für einen Thermosiphon ist in der Regel größer als die eines Wärmerohrs mit gleichem Durchmesser und gleicher Länge. Die Dochtstruktur schränkt die Menge des Dampfraums und die potenzielle Geschwindigkeit der Flüssigkeit ein, die durch die Dochtkapillaren zum Verdampfer zurückkehrt. In einem Thermosiphon können sich Flüssigkeit und Wärme effizienter bewegen, da durch die Schwerkraft kein Docht erforderlich ist.
Abstand von der Wärmequelle
Da Thermosiphons nicht auf eine Dochtstruktur angewiesen sind, um Flüssigkeit zu übertragen, ist die Länge, die ein Thermosiphon Wärme übertragen kann, viel länger als die einer Heatpipe. In Boyd wurden Thermosiphons mit einer Länge von mehr als mehreren Metern hergestellt. Wenn die Schwerkraft günstig ist, kann die Länge des Thermosiphons praktisch unbegrenzt sein.
Temperaturregelung:
Thermosiphons ermöglichen im Vergleich zu Heatpipes in der Regel eine viel engere Temperaturkontrolle über mehrere Wärmequellen. Da ein Thermosiphon nicht auf mehrere einzelne Rohre angewiesen ist, bleibt der Dampfdruck während der gesamten Baugruppe gleich. Dies bedeutet, dass die Temperatur in der gesamten Thermosiphon-Baugruppe ähnlich sein wird, da den Wärmequellen Wärme entzogen wird.
Weniger Rohre und geringeres Profil:
Bei Verwendung einer Thermosiphon-Konstruktion mit einer entfernten Kondensatoreinheit ist aufgrund der höheren Wärmeübertragungskapazität die Anzahl der benötigten Rohre zwischen Verdampfer und Kondensator viel geringer als die Anzahl, die für eine ähnliche Heatpipe-Baugruppe verwendet wird. Thermosiphonrohre haben auch ein niedrigeres Profil als Heatpipes für eine ähnliche Wärmeübertragung, was bedeutet, dass sie potenziell weniger Luftstrom durch das System blockieren können, was zu einer effizienteren Kühlung führt.
Design und Komplexität:
Thermosiphons werden immer individuell für jede spezifische Anwendung entwickelt, basierend auf einer Vielzahl von Faktoren. Dies kann zu komplexen und komplizierten Entwürfen, Planungen und Entwicklungen führen, um ein Konzept in ein hergestelltes Produkt umzusetzen. Heatpipe-Baugruppen werden ebenfalls kundenspezifisch angepasst, aber für einzelne Heatpipes stehen mehr Standardkonstruktionen zur Verfügung, die in eine Baugruppe integriert werden können.
Boyd verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Herstellung von Heatpipe- und Thermosiphon-Baugruppen für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen. Um mehr über unsere Zwei-Phasen-Kühlung zu erfahren, besuchen Sie unsere Website oder wenden Sie sich an unsere Experten.
