7 levinumat müüti soojustorude kohta
Kuna elektroonikaseadmed arenevad edasi, nõudes rohkem funktsioone ja suuremat töökindlust, jääb liigne kuumus oluliseks takistuseks parema jõudlusega järgmise põlvkonna rakenduste ja murranguliste uuenduste väljatöötamisel. Igas tööstusharus, eriti mobiilis, meditsiinis, telekommunikatsioonis ja asjade internetis (IoT), on väljakutseks luua uusi tooteid ja süsteeme, mis on kompaktsed, multifunktsionaalsed ja suudavad suure töökindlusega hallata suuri soojuskoormusi. Insenerid seisavad silmitsi väljakutsega soojust tõhusalt hallata, kuna tarbijad nõuavad väiksemaid, õhemaid ja võimsamaid seadmeid, millel on lisavõimalused, funktsioonid ja võimalused.
Kahefaasiline jahutus areneb kiiresti ja kogub nende probleemide lahendamisel populaarsust. Eelkõige on soojustorud osutunud väga tõhusaks kiirema jahutuse, kergema kaalu, suurema töökindluse ja pikema eluea saavutamisel. Nende kõige olulisem eelis seisneb aga nende disaini paindlikkuses, integreerudes sujuvalt soojussüsteemidesse, et oluliselt suurendada jahutuse tõhusust ja võimsust.
Ülevaade:
Soojustoru komponendid ühendavad küpse ja usaldusväärse passiivse kahefaasilise soojusülekande erinevate muude soojusjuhtimistehnoloogiatega, et luua tõhusaid ja vastupidavaid jahutuslahendusi. Üle viiekümneaastase innovatsiooni- ja tootmiskogemusega soojustorulahenduste vallas on Boydil hea varustus, et kavandada ja toota tõhusaid ja vastupidavaid jahutuslahendusi, mis võivad töötada ka kõige nõudlikumates keskkonnatingimustes.
Pikendatavaid vaskseinu ja südamikke saab painutada või tasandada, et vastata rakenduste soojus- ja geomeetrilistele nõuetele. Seda paindlikkust saab kasutada üldise suuruse vähendamiseks, pinnakontakti suurendamiseks või soojustorude korraldamiseks paigaldatud riistvara ümber. Soojustorusid saab lisada muudesse tehnoloogiatesse, et kiirendada soojuse hajumist, või kasutada süsteemi sees soojustorusid soojuse transportimiseks soojusallikast ohutusse hajutuskohta.
Eksiarvamus 1:Kui soojustoru puruneb, lekib see vedelikku minu elektroonikaseadmesse.
Tõde:Soojustorud purunevad harva, kui üldse. Äärmiselt ebatõenäoliste stsenaariumide korral võib minimaalne kogus vedelikku torus selle südamikku küllastada, kuid see ei saa tilkuda ega lekkida teie elektroonilisele seadmele. Soojustorud on oma olemuselt vastupidavad, toimides puhtalt passiivse süsteemina, millel pole liikuvaid osi, mis võiksid aja jooksul kuluda. Hästi valmistatud soojustoru "lõhkumiseks" tuleks see lahti lõigata või liigselt painutada või voltida. Soojustorud täidetakse vaakumis, tagades, et vedeliku maht torus jääb aurukujuliseks, vältides tilkumist.
Nende vastupidavus, suurem töökindlus ja lekkevabad omadused muudavad soojustorud ideaalseks lahenduseks kosmose-, meditsiini-, olmeelektroonikas, suure võimsusega rakendustes, mis nõuavad suurt töökindlust, ja turgudele, kus traditsiooniliste vedelate lahenduste leketel võivad olla katastroofilised tagajärjed.
Vale arvamus 2:Soojustorud on rasked.
Tõde:Soojustorud võivad kaalu vähendada rohkem kui komponentidele lisavad.
Kuigi soojustorud on tavaliselt valmistatud vasest (suhteliselt raskest materjalist), arvavad mõned ekslikult, et soojustorude integreerimine suurendab nende lahuse kaalu. Vaatamata sellele, et soojustorud on valmistatud vasest, on need õõnsad, vähendades lahuse kaalu, suurendades samal ajal soojusjõudlust mitmel viisil. Soojustorusid kasutatakse tavaliselt soojuse ülekandmiseks jahedamatesse, kaugematesse ja avatumatesse piirkondadesse, kus õhuvoolu ja ruumi saab paremini ära kasutada. See võimaldab nendesse ruumidesse lisada ventilaatoreid ja kergeid ribikonstruktsioone, vähendades jahutuslahenduse üldist suurust ja kaalu.
Teine levinud näide on traditsiooniliste vasest jahutusradiaatorite või suuremate jahutusradiaatorite asendamine alumiiniumalusega, mis on varustatud soojustorudega. Soojustorude kõrge soojuse hajumise tõhusus jaotab soojuse ühtlaselt ja kiiresti üle kogu jahutusradiaatori, parandades tõhusust, vähendades jahutusradiaatori suurust ja materjalivajadust, vähendades lõppkokkuvõttes lahenduse üldist kaalu ja maksumust.
Vale arvamus 3:Soojustorusid saab kasutada ainult mõlema otsaga aurustite ja kondensaatoritega.
Tõde:Soojustorud töötavad kogu pikkuses, olenemata nende asukohast torul; nad kannavad järjekindlalt soojust kuumematest piirkondadest jahedamatesse.
Soojustorud on tavaliselt projekteeritud soojusjuhtimiskomponentidena, et transportida soojust soojusallikast ühest otsast teise, et tagada ohutu ja tõhus hajumine. Kuigi see kasutamine on tavaline, pole see ainus viis soojustorude kasutamiseks.
Soojustorude tahtstruktuur võimaldab neil töötada igas suunas, sageli läbides kogu toru pikkuse. Soojus liigub oma olemuselt kuumalt külmale ja soojustorud pole erand. Sõltumata sellest, kuhu toru piki soojust paigutatakse, voolab see alati soojusallikast kondensatsioonipunkti suunas ja seejärel läbi südamiku tagasi. See suurendab disaini paindlikkust ja võimalusi soojustorude kasutamiseks, võimaldades uuenduslikumat ja kulutõhusamat soojusjuhtimist. Üks selline rakendus on soojustorude paigaldamine soojuse levitamiseks soojuse ülekandmise asemel. Kui soojustorud on paigaldatud jahutusradiaatori põhja, jaotub soojus kogu soojustoru pikkuses, mitte ei kondenseeru kindlas piirkonnas. Näiteks soojustorude integreerimine õhkjahutusega jahutusradiaatoritesse, et suurendada suure võimsusega jõudlust, vähendades suure võimsusega IGBT jahutamisel vedelikusüsteemide vajadust.
Eksiarvamus 4:Soojustorud võivad soojust levitada ainult sirgjooneliselt. Kui tahan levitada soojust kogu aluse peale, vajan soojusjaoturit.
Tõde:Soojustorusid saab painutada, käitudes sarnaselt soojusjaoturiga, kuid rohkem integreeritud struktuuriga.
Kui soojustorud algselt kasutusele võeti ja muude tehnoloogiatega integreeriti, ühendati need sirgjooneliselt. Ühtlasema soojuse hajumise saavutamiseks kasutasid insenerid soojuslaoturid. Kuigi soojusjaoturid suudavad tõhusalt saavutada ühtlase soojuse difusiooni, on neil oma disainiprobleemid, mis ei pruugi sobida iga rakenduse jaoks.
Kuigi soojustorud liigutavad soojust ainult piki oma telge, saab telge painutada või kasutada koos mitme soojustoruga, et see toimiks tõhusalt tasapinnalise difusioonimehhanismina, mis sarnaneb soojusjaoturiga. Soojustorud on kulutõhusamad, struktuurselt vastupidavamad ja neid saab kujundada nii, et need jäljendavad soojusjaoturi funktsiooni ja jõudlust. Kui see on õigesti sisestatud, taluvad soojustorud märkimisväärset paigaldusjõudu rakendustes, kus aurukamber võib olla liiga habras.
Väärarvamus 5:Soojustorud peavad töötamiseks olema väga kuumad.
Tõde:Tootmistehnoloogia võimaldab soojustorudel töötada ka väikese temperatuurierinevuse korral.
Kuna soojustorud sõltuvad aurustumisest ja kondenseerumisest, on levinud eksiarvamus, et soojustorude kasulikuks toimimiseks peab olema suur temperatuuride erinevus või kõrge temperatuur. Kuna aga soojustorud täidetakse enne tihendamist vaakumiga, eksisteerib neis olev vedelik samaaegselt vedelikuna ja selle küllastuspunktis aur. See sarnaneb vedeliku keetmisega madalamal temperatuuril alandatud rõhu all, näiteks kõrgemal ja madalamal rõhul. Molekulid vajavad vähem soojust, et olla piisavalt ergastatud, et muutuda vedelikust auruks. Seetõttu ei pea soojusallika temperatuur faasimuutuse käivitamiseks saavutama standardse toatemperatuuri keemistemperatuuri. Tegelikult piisab vaid mõnest kraadist erinevusest soojustoru "kuuma" ja "külma" piirkondade vahel, et see toimiks. See on soojustorude kasutamise üks peamisi eeliseid, kuna see võib minimeerida lahuse soojustakistust.
Väärarvamus 6:Soojustorusid ei saa kasutada külmumistingimustes.
Tõde:Soojustorusid saab välja töötada nii, et need töötaksid eriti karmides tingimustes, näiteks külmumiskeskkonnas.
Soojustorude töörežiim keskkonnatingimustes sõltub materjalidest ja konstruktsioonist. Kuigi vase ja vee kombinatsioon on kõige populaarsem, saab konkreetsete nõuete jaoks kasutada ka muid materjale. Selliseid vedelikke nagu ammoniaak, metanool ja atsetoon saab kombineerida ühilduvate metallidega, et moodustada soojustorusid, mis töötavad palju alla -60 kraadi temperatuuridel.
Väärarvamus 7:Soojustorud on kallid.
Tõde:Soojustorude lisamine võib vähendada üldisi lahenduskulusid.
Vase elastsus võimaldab ökonoomset tootmist, usaldusväärset tihendamist ning lihtsat painutamist ja pressimist kindlateks geomeetrilisteks kujunditeks. Boyd on täiustanud tootmisprotsesse ja soojustorude projekteerimise tehnoloogiat, et toota kulutõhusaid suure jõudlusega vasest/veesoojustorusid. Soojustorud võimaldavad inseneridel kasutada alumiiniumist ja sisseehitatud soojustorusid rakendustes, mis nõuavad vasest ribidega aluseid, vähendades sellega kulusid. Need võivad ka kaotada vajaduse ventilaatorite või muude komponentide järele, säästes raha ja kaalu.
Kokkuvõtteks võib öelda, et soojustorud on mitmekülgsed ja soojusjuhtimisel väga kasulikud, hajutades erinevaid väärarusaamu. Need väärarusaamad tulenevad sageli tehnoloogia võimaluste ja rakenduste mittemõistmisest. Tänu võimalusele suurendada jahutuse efektiivsust, vähendada kaalu ja töötada erinevates tingimustes, on soojustorud usaldusväärne ja kulutõhus lahendus elektroonika- ja suure võimsusega rakenduste pidevalt areneval maastikul.
