Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Funktionalität elektronischer Produkte werden mehr Funktionen und eine höhere Zuverlässigkeit benötigt, und übermäßige Hitze bleibt ein großes Hindernis für die Entwicklung von Anwendungen der nächsten Generation mit besserer Leistung und bahnbrechenden Innovationen.
Jede Branche, insbesondere der Mobilfunk, das Gesundheitswesen, die Telekommunikation und das Internet der Dinge, entwickelt neue Produkte und Systeme, die leicht und multifunktional sein und in der Lage sein müssen, hohe Wärmelasten mit hoher Zuverlässigkeit zu bewältigen.
Für Ingenieure ist es schwierig, effektiv mit der Hitze umzugehen, da die Verbraucher kleinere, dünnere und leistungsstärkere Geräte sowie mehr Optionen, Funktionen und Fähigkeiten benötigen.
Die Zweiphasenkühlung entwickelt sich rasant weiter und wird bei der Lösung dieser Probleme immer beliebter. Heatpipes eignen sich besonders zur Wärmeableitung, um eine schnellere Wärmeableitung, ein geringeres Gewicht, eine höhere Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer zu erreichen. Der größte Vorteil von Heatpipes ist jedoch ihre Designflexibilität, die eine einfache Einbettung in den Kühler ermöglicht und so die Kühleffizienz und -kapazität erheblich verbessert.
Die Heatpipe sorgt für effektive und langlebige Kühllösungen. Awind entwickelt und fertigt seit zwanzig Jahren Heatpipe-Lösungen. Unsere Erfahrung ermöglicht es uns, effektive und langlebige Kühllösungen zu entwickeln und herzustellen, die auch unter den anspruchsvollsten Umgebungsbedingungen funktionieren.
Die duktile Kupferwand und der Docht können gebogen oder abgeflacht werden, um den thermischen und geometrischen Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden. Dies kann verwendet werden, um die Gesamtgröße zu reduzieren, den Oberflächenkontakt zu erhöhen oder Wärmerohre um Installationshardware herum anzuordnen usw. Wärmerohre können in andere Technologien eingebettet werden, um die Wärmediffusion zu beschleunigen, oder innerhalb des Systems verwendet werden, um Wärme von der Wärmequelle zu einer zu transportieren sicherer Ort für die Zerstreuung.
Irrtum 1: Wenn die Heatpipes kaputt sind, gelangt Flüssigkeit auf die elektronischen Geräte.
Wahrheit: Wärmerohre sind schwer zu zerbrechen. Unter äußerst unwahrscheinlichen Umständen wird eine sehr kleine Menge Flüssigkeit in der Rohrleitung vollständig vom Docht des Wärmerohrs absorbiert und kann nicht auf das elektronische Gerät tropfen oder auslaufen.
Heatpipes sind im Wesentlichen robust und ein rein passives System ohne bewegliche Teile, die mit der Zeit verschleißen. Um ein gut gefertigtes Wärmerohr zu „zerbrechen“, müssen Sie es aufschneiden oder wiederholt biegen oder falten. Während des Befüllens wird das Wärmerohr mit Vakuum gefüllt, wodurch gewährleistet ist, dass die in der Rohrleitung enthaltene Flüssigkeitsmenge immer in Form von Dampf vorliegt und nicht tropft.
Aufgrund ihrer Haltbarkeit, höheren Zuverlässigkeit und Leckagefreiheit sind Wärmerohre die Lösung für Luft- und Raumfahrt, Medizin, Unterhaltungselektronik, Hochleistungsanwendungen, die eine hohe Zuverlässigkeit erfordern, und Märkte, in denen Leckagen aus herkömmlichen Flüssigkeitslösungen katastrophale Auswirkungen haben können.
Irrtum 2: Heatpipes sind sehr schwer
Wahrheit: Heatpipes können mehr Gewicht reduzieren als andere Komponenten hinzufügen.
Da sie normalerweise aus Kupfer (einem schwereren Material) bestehen, glauben manche, dass die Integration von Heatpipes das Gewicht ihrer Lösungen erhöht. Obwohl Heatpipes aus Kupfer bestehen, sind sie hohl, was das Gewicht der Lösung reduzieren und die thermische Leistung auf vielfältige Weise verbessern kann.
Wärmerohre werden typischerweise verwendet, um Wärme an kühlere, weiter entfernte Bereiche in Geräten oder Komponenten zu übertragen. In diesen Räumen können Lüfter und leichte Lamellenstrukturen angebracht werden, um die Gesamtgröße und das Gewicht der Kühllösungen zu reduzieren.
Ein weiteres häufiges Beispiel ist der Ersatz herkömmlicher Kupfer- oder größerer Kühlkörper durch Aluminium-Kühlkörpersockel mit eingebetteten Wärmerohren. Die hohe Wärmeableitungseffizienz von Heatpipes kann die Wärme gleichmäßig und schnell über den gesamten Kühler verteilen, wodurch die Kühlereffizienz verbessert, die Kühlergröße und die erforderliche Materialmenge reduziert und somit das Gesamtgewicht und die Kosten der Lösung reduziert werden.
Irrtum 3: Heatpipes können nur zusammen mit Verdampfern und Kondensatoren an beiden Enden verwendet werden
Wahrheit: Heatpipes funktionieren entlang der gesamten Länge der Pipeline und übertragen unabhängig von ihrer Position auf der Pipeline kontinuierlich Wärme von den heißeren Bereichen in die kälteren Bereiche.
Wärmerohre sind in der Regel als Wärmemanagementkomponenten konzipiert, um Wärme von einer Wärmequelle zur anderen zu transportieren und so sicher und effektiv abzuleiten. Diese Verwendung ist üblich, aber nicht die einzige Möglichkeit, Heatpipes zu verwenden.
Die Saugstruktur des Heatpipe-Kerns ermöglicht es ihnen, in jede Richtung zu arbeiten und erstreckt sich normalerweise über die gesamte Länge der Pipeline. Wärme breitet sich im Wesentlichen von Wärme zu Kälte aus, und das Gleiche gilt für Wärmerohre. Unabhängig davon, wo die Wärme entlang der Rohrleitung platziert wird, fließt sie immer von der Wärmequelle zum Kondensationspunkt und kehrt dann durch den Docht wieder zurück. Dies erhöht die Designflexibilität und die Einsatzmöglichkeiten von Wärmerohren, um ein innovativeres und kostengünstigeres Wärmemanagement zu erreichen.
Eine Möglichkeit, dies zu nutzen, besteht darin, Wärmerohre einzubetten, um die Wärme zu verteilen, anstatt sie zu übertragen. Wenn das Wärmerohr an der Unterseite des Kühlers eingebettet ist, kondensiert die Wärme über die gesamte Länge des Wärmerohrs und nicht nur an einem festen Bereich. Zum Beispiel die Integration von Wärmerohren in luftgekühlte Kühlkörper, um die Hochleistungsleistung zu erweitern und den Bedarf an Flüssigkeitssystemen bei der Kühlung von Hochleistungs-IGBTs zu reduzieren.
Irrtum Nr. 4: Heatpipes können Wärme nur geradlinig ausbreiten. Wenn ich die Wärme über die gesamte Basis verteilen möchte, benötige ich eine Dampfkammer.
Wahrheit: Heatpipes können gebogen und auf ähnliche Weise wie eine Dampfkammer verwendet werden, jedoch mit einer vollständigeren Struktur.
Wenn Heatpipes erstmals eingeführt und in andere Technologien integriert werden, werden sie in geraden Linien eingebettet. Um die Wärme gleichmäßiger abzuleiten, verwendeten die Ingenieure eine Dampfkammer. Obwohl Dampfkammern effektiv eine gleichmäßige Wärmeverteilung erreichen können, bringen sie auch ihre eigenen Designherausforderungen mit sich, die möglicherweise nicht für jede Anwendung geeignet sind.
Obwohl das Wärmerohr die Wärme nur entlang seiner Achse transportiert, kann die Achse gebogen oder in Verbindung mit mehreren Wärmerohren verwendet werden, um effektiv als planarer Diffusionsmechanismus ähnlich einer Dampfkammer zu fungieren. Wärmerohre sind kostengünstiger, weisen eine höhere strukturelle Integrität auf und können so gestaltet werden, dass sie die Funktionalität und Leistung einer Dampfkammer nachahmen. Bei ordnungsgemäßer Einbettung kann das Wärmerohr bei Anwendungen, bei denen die Dampfkammer zu zerbrechlich ist, erheblichen Installationskräften standhalten.
Missverständnis 5: Heatpipes müssen sehr heiß sein, um zu funktionieren.
Wahrheit: Die Fertigungstechnologie ermöglicht es Heatpipes, auch bei kleinen Temperaturunterschieden einwandfrei zu funktionieren.
Aufgrund der Abhängigkeit von Heatpipes von Verdunstung und Kondensation für den Betrieb besteht ein weit verbreitetes Missverständnis, dass erhebliche Temperaturunterschiede oder hohe Temperaturen erforderlich seien, um von der Verwendung von Heatpipes zu profitieren.
Da das Wärmerohr jedoch vor dem Verschließen mit Vakuum gefüllt wird, liegt die Flüssigkeit an ihrem Sättigungspunkt sowohl in flüssiger als auch in dampfförmiger Form vor. Dies ähnelt im Prinzip dem Sieden von Flüssigkeiten bei niedrigeren Temperaturen in größeren Höhen und niedrigeren Drücken. Moleküle benötigen weniger Wärme, um ausreichend angeregt zu werden, um die Phase von der Flüssigkeit in den Dampf umzuwandeln. Daher muss die Temperatur der Wärmequelle nicht den normalen Siedepunkt bei Raumtemperatur erreichen, was zu einem Übergang von der flüssigen in die gasförmige Phase führt. Tatsächlich benötigt der Unterschied zwischen den „heißen“ und „kalten“ Bereichen einer Heatpipe nur wenige Grad, um wirksam zu sein. Dies ist einer der Hauptvorteile der Verwendung von Wärmerohren, da dadurch der Wärmewiderstand der Lösung minimiert werden kann.
Irrtum Nr. 6: Heatpipes können unter Gefrierbedingungen nicht verwendet werden
Wahrheit: Wärmerohre können so entwickelt werden, dass sie unter extrem rauen Bedingungen funktionieren, beispielsweise in eiskalten Umgebungen.
Der Betrieb von Heatpipes unter Umgebungsbedingungen hängt vom Material und der Bauart ab. Obwohl Kupfer+Wasser die beliebteste Kombination ist; Je nach Anforderung können auch andere Materialien verwendet werden. Flüssigkeiten wie Ammoniak, Methanol und Aceton können sich alle mit kompatiblen Metallen verbinden, um Wärmerohre zu bilden, die bei Temperaturen weit unter -60 Grad C betrieben werden können.
Irrtum Nr. 7: Heatpipes sind sehr teuer
Wahrheit: Das Hinzufügen von Wärmerohren kann die Lösungskosten senken.
Durch die Duktilität von Kupfer lassen sich Wärmerohre wirtschaftlich herstellen, zuverlässig abdichten und leicht in bestimmte geometrische Formen biegen und pressen. Awind verfügt über einen umfassenden Herstellungsprozess und eine Heatpipe-Designtechnologie, mit der äußerst kostengünstige Kupfer+Wasser-Hochleistungs-Heatpipes hergestellt werden können. Mit Heatpipes können Ingenieure Aluminium und eingebettete Heatpipes in Anwendungen verwenden, die Kupferrippenbasen erfordern, wodurch die Kosten gesenkt werden. Sie können auch auf Lüfter oder andere Komponenten verzichten und so Geld und Gewicht sparen.
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