¿Tiene alguna información sobre la refrigeración por agua con tubos de cobre?
Tubo de calor acabado
En comparación con los radiadores tradicionales enfriados por aire, el radiador de tubo de calor es dos veces más eficiente y supera el límite de refrigeración por aire. El tubo de calor también puede diseñar el radiador en cualquier forma sin preocuparse por interferir con otros accesorios. La alta eficiencia de los tubos de calor en la transferencia de calor también permite a los diseñadores lograr un rendimiento ideal de disipación de calor sin utilizar una gran cantidad de cobre costoso. Solo necesitan pegar finas láminas de aluminio en la pared exterior del tubo de calor.
Una gran cantidad de disipadores de CPU utilizan heatpipes.
Los heatpipes se utilizan cada vez más en los radiadores de PC. Actualmente, más del 15% de los radiadores de CPU enviados por los principales fabricantes de radiadores utilizan tubos de calor, especialmente productos de alta gama. Para que los usuarios se familiaricen más con los heatpipes, hemos resumido cierta información y esperamos brindar referencia a los lectores interesados en la tecnología.
Introducción al principio del tubo de calor
El principio de la tecnología del tubo de calor es en realidad muy simple y consiste en utilizar la evaporación y condensación del fluido de trabajo para transferir calor. Evacue el interior del tubo de cobre e inyecte fluido de trabajo. El fluido circula repetidamente internamente durante el proceso de cambio de fase de evaporación-condensación, transfiriendo constantemente calor del extremo caliente al extremo frío, formando así un proceso de transferencia de calor en el que el calor se transfiere de un extremo del tubo al otro. Con respecto a los principios más profundos de los heatpipes, ya hay muchos textos en Internet, por lo que no entraré en detalles aquí. Los lectores interesados pueden comprobar esta información ellos mismos. Este artículo se centra en el conocimiento y las aplicaciones de la tecnología de tubos de calor.
Diagrama del principio de los tubos de calor
En la actualidad, existen cinco principales fabricantes de tubos de calor en el mundo, a saber, AVC/Ye Qiang/Furukawa/TC/Huake/Fujikura; Pipes en el campo de las PC Liderado por AVC, su participación ronda el 30%. Toda la tecnología de fabricación de tubos de calor de estas empresas proviene de Japón y esencialmente no hay diferencia. En lo que respecta al proceso específico de fabricación de tubos de calor, es relativamente complejo y requiere cientos de procesos. Sin embargo, con el desarrollo de la industrialización, la producción en masa de tubos de calor no es difícil y el precio es cada vez más bajo. Los principales materiales utilizados para los heatpipes, que son contenedores sellados con paredes exteriores, son generalmente acero, aluminio y cobre. La mayoría de los heatpipes de los radiadores de PC utilizan cobre como material principal. La mayoría de las especificaciones de los tubos de calor de los radiadores de PC tienen un diámetro de 6 mm y algunos productos utilizan un diámetro de 8 mm, pero el número es muy pequeño. Kyushu Fengshen lanzó una vez un radiador con tubo de calor de 8 mm.
Radiador de tubo de calor Jiuzhou Shenfeng de 8 mm
La longitud del tubo de calor terminado generalmente está entre 100 ~ 300 mm, y el precio de un radiador de tubo de calor es solo de unos pocos dólares, por lo que el radiador de tubo de calor El costo no es mucho más alto que el de los productos tradicionales refrigerados por aire.
El proceso de condensación líquida adoptará el principio capilar, por lo que la estructura capilar es el núcleo de un producto heat pipe calificado. Tiene tres funciones principales: primero, proporciona un canal para que el líquido en el extremo de condensación regrese al extremo de evaporación; segundo, proporciona un canal para la conducción de calor entre la pared interior y el líquido/vapor; tercero, proporciona un canal para la conducción de calor entre la pared interior y el líquido/vapor; un canal para la presión capilar generada por el líquido y el gas poros necesarios. La estructura capilar se puede dividir en cuatro tipos: malla, ranura, sinterización en polvo y fibra. En los radiadores de PC, la mayoría son estructuras ranuradas y sinterizadas en polvo, donde el polvo (tubos de calor sinterizados) representa el 80%;
Estructura de pantalla
Estructura de fibra
Estructura de zanja
Estructura sinterizada
El tubo de calor de zanja es un tubo de calor Una estructura capilar que es relativamente sencilla de fabricar. Fabricado mediante un proceso de moldeo integral, el coste es 2/3 del de un heatpipe sinterizado general. Los heatpipes a través de canales son fáciles de producir, pero tienen desventajas obvias. Los heatpipes ranurados tienen requisitos muy altos en cuanto a la profundidad y el ancho de las ranuras y son muy direccionales. Cuando el tubo de calor tiene una curva grande, las características direccionales de la ranura se convierten en un defecto fatal, provocando que la conductividad térmica disminuya considerablemente. Sin embargo, el proceso de producción de heatpipes sinterizados es relativamente complejo y el costo es relativamente alto. La sinterización con tubos de calor tiene altos requisitos en cuanto a la calidad y pureza del polvo de cobre, el tamaño de partícula del polvo de cobre individual, la temperatura de sinterización y la uniformidad de la sinterización. Por lo tanto, no es fácil fabricar excelentes heatpipes sinterizados. La conductividad térmica de los heatpipes sinterizados fabricados con diferentes procesos y costes también es diferente.
Existen algunos radiadores heatpipe baratos en el mercado, incluidos algunos radiadores para tarjetas gráficas. Aunque se utilizan tubos de calor, las paredes exteriores suelen estar hechas de aluminio y el proceso capilar interno es casi imposible de utilizar el proceso de sinterización de polvo, por lo que el rendimiento no será tan bueno como el de los tubos de calor de alta gama.
Al comprar, no podemos poner demasiadas esperanzas en el rendimiento de refrigeración de este producto.
La longitud de los tubos de calor es generalmente de 100 mm ~ 300 mm, pero es posible que los radiadores de PC no necesariamente puedan utilizar tubos de calor tan largos. En este momento es necesario cortarlo, luego sellar el cabezal de corte y permitir que el tubo de calor vuelva a funcionar. La posición del corte se llama cola. El extremo de la cola no conduce calor, por lo que también se le llama extremo inactivo.
Heyi
Contracción dos
La contracción no puede transferir calor, por lo que no puede participar en la ruta de transferencia de calor. Sin embargo, para reducir los costes de fabricación, algunos radiadores suelen realizar una contracción ineficaz. Por ejemplo, en la parte inferior del absorbente de calor, el extremo inactivo ocupa una sección larga, lo que no contribuye a la verdadera eficiencia del tubo de calor o el extremo final está enterrado en el disipador de calor y el disipador de calor está conectado al; El extremo inactivo no recibirá el calor transferido por el tubo de calor. Afortunadamente, no hemos visto productos de radiadores que tomen atajos. En el producto Mini Typhoon de Tt, veremos la situación como se muestra en la siguiente imagen, pero un análisis cuidadoso no debería afectar la conducción de calor, pero el uso de este tipo de tubo de calor es realmente raro.
El extremo de la cola ocupa gran parte de la base endotérmica.
Aunque los heatpipes tienen una conductividad térmica incomparable, si el calor no se puede disipar, no podrán disipar el calor. Esto requiere el uso de un proceso que combine heatpipes con aletas.
Soldadura:
El proceso de conexión más común entre heatpipes y aletas es la soldadura. La resistencia térmica de la interfaz de la soldadura es baja, pero el costo es alto. Por ejemplo, si se sueldan aletas de aluminio a un tubo de calor de cobre, es necesario niquelar la superficie del tubo de calor antes de soldar a las aletas de aluminio. Una característica obvia del proceso de soldadura de tubos de calor es que hay orificios de soldadura encima de los tubos de calor.
Aletas resistentes al desgaste:
A través de las aletas se pretende permitir que el heat pipe pase directamente a través de las aletas mediante medios mecánicos. Este proceso tiene un bajo costo y un proceso simple, pero tiene altos requisitos técnicos para el proceso en sí. De lo contrario, es posible que el tubo de calor y la aleta no estén en estrecho contacto, lo que dará como resultado una alta resistencia térmica de la interfaz. La resistencia térmica de la sección transversal de los tubos de calor y las aletas es casi la misma que la de la soldadura, pero el costo se puede reducir considerablemente. De hecho, el proceso de perforación de las aletas es la tecnología patentada de AVC, lo que hace que el radiador AVC no solo tenga un calor intenso. Rendimiento de disipación, pero también mantiene un precio relativamente bajo.
Como acabo de decir, básicamente no hay diferencia en el rendimiento entre la soldadura y el roscado de aletas. Pero en términos de costo, soldar cada tubo de calor costará aproximadamente $1 más que usar aletas, por lo que el precio de los radiadores de tubo de calor que utilizan tecnología de soldadura es generalmente más alto. Los usuarios deben determinar su dirección de compra en función de su propio poder adquisitivo.
El tubo de calor tiene la mejor eficiencia de transferencia de calor en el estado directo. Pero en realidad, los heatpipes suelen ser curvos. El rendimiento de la transferencia de calor disminuirá en diversos grados después del doblado, lo que también está estrechamente relacionado con la calidad del proceso.
Molde para doblar tubos de calor
Al doblar tubos de calor hay que prestar atención a una cosa: intentar mantener el diámetro sin cambios o cambiar muy poco en la parte doblada. Si se produce una deformación severa, como que la pared exterior cilíndrica original se vuelva plana, la conductividad térmica se reducirá considerablemente, porque una deformación excesiva provocará la interrupción parcial de la estructura capilar dentro del tubo de calor.
Otros tipos de heatpipes
Los heatpipes no son necesariamente tubulares. Hay algunos tubos de calor planos en la computadora portátil. Según las diferentes aplicaciones, los tubos de calor también se pueden diseñar en varias formas, lo que también es una ventaja destacada del propio tubo de calor.
En la etapa inicial de los radiadores refrigerados por agua, algunos fabricantes predicen que el futuro será refrigerado por agua. Pero después de tanto tiempo, solo un pequeño número de jugadores todavía utilizan la refrigeración por agua y no se ha convertido en algo común. Aunque la refrigeración por agua todavía tiene una ventaja en el rendimiento de disipación de calor, es costosa, ocupa mucho espacio y el agua (u otros líquidos alternativos) puede causar deterioro y oxidación de los materiales internos. Además de las deficiencias de la propia refrigeración por agua, otra razón de su declive es la aparición de los heatpipes. Cuando los tubos de calor ingresaron al campo de las PC, hubo un gran avance en la tecnología de disipación de calor de los materiales de transferencia de calor, lo que hizo que la gente abandonara la refrigeración por agua. Por lo tanto, el espacio para la refrigeración por agua se hizo cada vez más pequeño y desaparecerá gradualmente del mercado en el futuro. La refrigeración por aire seguirá siendo el producto principal en el futuro.
Otro factor importante es que el aumento en la generación de calor de la CPU se ha ralentizado. Se prevé que no habrá CPU de PC de nivel monstruoso con una potencia TDP superior a 130 W en los próximos tres años. La tecnología actual de refrigeración por aire con tubo de calor es suficiente para satisfacer los requisitos de refrigeración de la CPU. A medida que aumenta la capacidad de producción de tubos de calor y madura la tecnología, esperamos que el precio de los radiadores de tubos de calor baje aún más, ingresando al mercado de gama baja y siendo elegidos por más usuarios.