7 најчешћих митова о топлотним цевима
Како електронски уређаји настављају да се развијају, захтевајући више функција и већу поузданост, прекомерна топлота остаје значајна препрека развоју апликација следеће генерације са бољим перформансама и револуционарних иновација. У свакој индустрији, посебно у мобилној, медицинској, телекомуникацијској и Интернету ствари (ИоТ), изазов је стварање нових производа и система који су компактни, мултифункционални и способни да управљају великим топлотним оптерећењем са високом поузданошћу. Инжењери се суочавају са изазовом ефикасног руковања топлотом јер потрошачи захтевају мање, тање, моћније уређаје са додатним опцијама, функцијама и могућностима.
Двофазно хлађење се брзо развија и постаје све популарније у решавању ових изазова. Топлотне цеви су се посебно показале веома ефикасним у постизању бржег хлађења, мање тежине, повећане поузданости и дужег века трајања. Међутим, њихова најзначајнија предност лежи у њиховој флексибилности дизајна, неприметно се интегришу у термалне системе како би значајно побољшали ефикасност и капацитет хлађења.
Преглед:
Компоненте топлотних цеви комбинују зрели и поуздани пасивни двофазни пренос топлоте са разним другим технологијама управљања топлотом како би се створила ефикасна, издржљива решења за хлађење. Са преко педесет година искуства у иновацијама и производњи топлотних цеви, Боид је добро опремљен да дизајнира и производи ефикасна и издржљива решења за хлађење која могу да раде у најзахтевнијим условима околине.
Продужни бакарни зидови и језгра могу бити савијени или спљоштени како би испунили термичке и геометријске захтеве апликација. Ова флексибилност се може искористити за смањење укупне величине, повећање површинског контакта или распоређивање топлотних цеви око инсталираног хардвера. Топлотне цеви могу бити уграђене у друге технологије да би се убрзало расипање топлоте или користиле топлотне цеви унутар система за пренос топлоте од извора топлоте до безбедне локације за дисипацију.
Заблуда 1:Ако топлотна цев пукне, исцуриће течност на мој електронски уређај.
истина:Топлотне цеви се ретко, ако икада, ломе. У крајње мало вероватним сценаријима, минимална количина течности у цеви може да засити њено језгро, али не може да капље или цури на ваш електронски уређај. Топлотне цеви су инхерентно робусне, раде као чисто пасивни систем без покретних делова који би се временом могли истрошити. Да бисте „разбили“ добро израђену топлотну цев, требало би да је пресечете или подвргнете прекомерном савијању или савијању. Топлотне цеви се пуне под вакуумом, обезбеђујући да запремина течности у цеви остане у облику паре, спречавајући било какво капање.
Њихова издржљивост, већа поузданост и карактеристике без цурења чине топлотне цеви идеалним решењем за ваздухопловство, медицину, потрошачку електронику, апликације велике снаге које захтевају високу поузданост и тржишта на којима цурење из традиционалних течних решења може имати катастрофалне последице.
Заблуда 2:Топлотне цеви су тешке.
истина:Топлотне цеви могу смањити тежину више него што додају компонентама.
Док су топлотне цеви обично направљене од бакра (релативно тежак материјал), неки погрешно верују да ће интегрисање топлотних цеви повећати тежину њиховог решења. Међутим, упркос томе што су направљене од бакра, топлотне цеви су шупље, смањујући тежину раствора док побољшавају топлотне перформансе на различите начине. Топлотне цеви се обично користе за пренос топлоте у подручја која су хладнија, удаљенија и отворенија, где се проток ваздуха и простор могу боље искористити. Ово омогућава додавање вентилатора и лаганих структура ребара у ове просторе, смањујући укупну величину и тежину расхладног решења.
Још један уобичајени пример је замена традиционалних бакарних хладњака или већих хладњака са алуминијумском базом у коју су уграђене топлотне цеви. Висока ефикасност дисипације топлоте топлотних цеви равномерно и брзо распоређује топлоту преко целог хладњака, побољшавајући ефикасност, смањујући величину хладњака и потребе за материјалом, на крају смањујући укупну тежину и цену решења.
Заблуда 3:Топлотне цеви се могу користити само са испаривачима и кондензаторима на оба краја.
истина:Топлотне цеви раде дуж целе дужине, без обзира на њихов положај на цеви; они доследно преносе топлоту из топлијих области у хладније.
Топлотне цеви су обично дизајниране као компоненте за управљање топлотом за пренос топлоте од извора топлоте на један крај на други ради безбедног и ефикасног одвођења. Иако је ова употреба уобичајена, то није једини начин да се користе топлотне цеви.
Структура фитиља топлотних цеви омогућава им да раде у било ком смеру, често прелазећи целу дужину цеви. Топлота, по својој природи, прелази са топлог на хладно, а топлотне цеви нису изузетак. Без обзира на то где је топлота постављена дуж цеви, она ће увек тећи од извора топлоте ка тачки кондензације, а затим назад кроз језгро. Ово повећава флексибилност дизајна и опције за коришћење топлотних цеви, омогућавајући иновативније и исплативије управљање топлотом. Једна таква примена је уградња топлотних цеви за ширење топлоте уместо преноса топлоте. Када су топлотне цеви уграђене на дно хладњака, топлота се дистрибуира дуж целе дужине топлотне цеви уместо да се кондензује у фиксној области. На пример, интегрисање топлотних цеви у хладњаке са ваздушним хлађењем ради проширења перформанси велике снаге, смањујући потребу за течним системима приликом хлађења ИГБТ велике снаге.
Заблуда 4:Топлотне цеви могу ширити топлоту само праволинијски. Ако желим да ширим топлоту по целој бази, треба ми распршивач топлоте.
истина:Топлотне цеви се могу савијати, понашајући се слично као распршивач топлоте, али са интегрисанијом структуром.
Када су топлотне цеви првобитно уведене и интегрисане са другим технологијама, оне су биле уграђене у праве линије. Да би постигли равномерније расипање топлоте, инжењери су користили распршиваче топлоте. Док распршивачи топлоте могу ефикасно да постигну равномерну дифузију топлоте, они долазе са сопственим скупом дизајнерских изазова који можда нису прикладни за сваку примену.
Иако топлотне цеви померају топлоту само дуж своје осе, оса се може савијати или користити са више топлотних цеви како би ефикасно деловала као равни механизам за дифузију сличан распршивачу топлоте. Топлотне цеви су исплативије, структурно робусније и могу бити дизајниране да опонашају функцију и перформансе распршивача топлоте. Ако су правилно уграђене, топлотне цеви могу издржати значајну силу монтаже у апликацијама где би парна комора могла бити превише крхка.
Заблуда 5:Топлотне цеви морају бити веома топле да би функционисале.
истина:Технологија производње омогућава да топлотне цеви функционишу чак и са малом температурном разликом.
Пошто се топлотне цеви ослањају на испаравање и кондензацију да би функционисале, постоји уобичајена заблуда да мора постојати велика температурна разлика или висока температура да би топлотне цеви биле корисне. Међутим, како се топлотне цеви пуне вакуумом пре заптивања, течност унутар њих постоји истовремено у течном и парном облику на својој тачки засићења. Ово је слично кључању течности на нижим температурама под сниженим притиском, на пример на већим висинама и нижим притисцима. Молекули захтевају мање топлоте да би били довољно узбуђени да пређу из течности у пару. Због тога, температура извора топлоте не мора да достигне стандардну тачку кључања собне температуре да би покренула промену фазе. У ствари, само неколико степени разлике између "вруће" и "хладне" области топлотне цеви је довољно да она функционише. Ово је једна од примарних предности коришћења топлотних цеви, јер може да минимизира топлотни отпор раствора.
Заблуда 6:Топлотне цеви се не могу користити у условима смрзавања.
истина:Топлотне цеви се могу развити да раде у изузетно тешким условима, као што су окружења са смрзавањем.
Начин рада топлотних цеви у условима околине зависи од материјала и дизајна. Док је бакар/вода најпопуларнија комбинација, други материјали се могу користити за специфичне захтеве. Течности попут амонијака, метанола и ацетона могу да се комбинују са компатибилним металима да би се формирале топлотне цеви које раде на температурама далеко испод -60 степени.
Заблуда 7:Топлотне цеви су скупе.
истина:Додавање топлотних цеви може смањити укупне трошкове решења.
Дутилност бакра омогућава економичну производњу, поуздано заптивање и лако савијање и пресовање у специфичне геометријске облике. Боид је усавршио производне процесе и технологију дизајна топлотних цеви за производњу исплативих топлотних цеви од бакра/воде високих перформанси. Топлотне цеви омогућавају инжењерима да користе алуминијумске и уграђене топлотне цеви у апликацијама које захтевају базе од бакра, смањујући трошкове. Они такође могу елиминисати потребу за вентилаторима или другим компонентама, штедећи новац и тежину.
У закључку, топлотне цеви су разноврсне и веома корисне у управљању топлотом, разбијајући различите заблуде. Ове заблуде често потичу од неразумевања могућности и примене технологије. Са способношћу да побољшају ефикасност хлађења, смање тежину и раде у различитим условима, топлотне цеви представљају поуздано и исплативо решење у окружењу електронских апликација и апликација велике снаге које се стално развијају.
