Теплові трубки
та застосування технологій на їх основі
для охолодження вузлів комп'ютерів та радіоапаратури
Коротко розглянемо конструкції кількох кулерів на теплових трубках. Цей вид теплообмінних пристроїв відомий вже давно, я зустрічав згадки про них у книзі з теплообміну видання 1988 року. Вже тоді вони застосовувалися у техніці. Деякі автори вводять читачів в оману, говорячи про необхідність орієнтувати теплові трубки певним чином у просторі. Ці вимоги стосуються лише термосифонів. Теплові трубки працюють у будь-якому положенні. Відмінність Ви можете знайти на просторах internet, ввівши в рядок пошуку слово "термосифон".
Трохи історії
Вперше ідея теплової труби була запропонована Гоглером (ф-ма Дженерал Моторс корп.) та описана в пат. США 2350348 (заявл. 21.12.1942, опубл. 6.06.1944)
Перша стаття оглядового характеру з теплових труб в СРСР вийшла в 1969 (Москвін Ю.В., Філіппов Ю.А. Теплові труби. "Теплофізика високих температур", 1969, т.7, № 4, с. 766-775).
В даний час широкого поширення набули кулери на теплових трубках.
Ефективність яких пояснюється принципом роботи.
Теплознімання в них забезпечується за рахунок випаровування теплоносія в зоні тепловиділення. А питома теплота випаровування теплоносія, у сотні разів вища за питому теплоємність води, одного з кращих теплоносіїв, що працює при атмосферному тиску та в прийнятних для електронної апаратури температурах (30-90 ºС). Для етилового спирту це близько 40 разів. У відповідну кількість разів і більше потужність, що відводиться від охолоджуваного об'єкта.
- Область випаровування робочої рідини та відбору теплової енергії,
- Пари переміщаються по порожнині, знижуючи температуру гарячого кінця,
- При охолодженні пара конденсується в рідину і поглинається капілярною структурою віддаючи теплову енергію,
- Теплоносій по капіляру повертається до гарячого кінця.
Цей замкнутий цикл, що відбувається в герметичному обсязі, забезпечує транспортування тепла від його джерела в зону теплознімання. Головна їх особливість, яка сприяє їх застосуванню, - низький тепловий опір між холодним і гарячим кінцями.
Це тепловий опір тим менше, чим більше діаметр теплової трубки, що і зрозуміло. Товста трубка містить не тільки більший об'єм теплоносія, але і має менший опір.
Основні досягнуті характеристики сучасних теплових труб:
| Робочий діапазон температур | 4 - 2300°К |
| Швидкість теплопередачі | звукова межа |
| Потужність теплопередачі до Вт/площа перерізу | до 20 кВт/см 2 |
| Ресурс роботи | 20 000 год |
Залежно від інтервалу температур можуть бути використані різні речовини приведені до рідкої фази речовини використовуваної в якості теплоносія - від зріджених газів до металів: гелій (-271 . -269°C), аміак (-60 . +100°C), фреон -11 (-40 . + 120 ° C), ацетон (0 . +120 ° C), вода (30 . 200 ° C), ртуть (250 . 650 ° C), натрій (600 . 1200 ° C), срібло (1800. 2300 ° C) і -т.д.
Теплоносії кулерів на ТТ
З фізики відомо, що на випаровування рідини необхідно витратити набагато більшу енергію, ніж на її нагрівання. Порівняйте питому теплоємність і питому теплоту випаровування рідин наведену в Таб.1. Ця властивість рідин і використовується у теплових трубках.
Як теплоносій у теплових трубках можна застосовувати безліч рідин з низькою температурою випаровування.
| Речовина | Питома теплоємність, Дж/кг*град |
Температура кипіння, град.С |
Питома теплота випаровування, Дж/кг |
| Ацетон | 2,18 | 56,2 | 524 |
| Бензол | 1,705 | 80,2 | 396 |
| Сірковуглець | 1,006 | 46,2 | 348 |
| Спирт метиловий | 2,5 | 64,7 | 1110 |
| Спирт пропіловий | 2,39 | 96 | 683 |
| Спирт етиловий | 2,43 | 78,3 | 846 |
| Ефір етиловий | 2,35 | 34,6 | 351 |
| Вода | 4,18 | 100/30 (0,05кГ/см2) | 2260/2400 (0,05кГ/см2) |
| Складні склади | - | 30 - 45 | 100 - 2400 |
З усього списку найвища теплота випаровування, як видно з таблиці 1, у найпоширенішої рідини - води. Це найбільш ефективний теплоносій, що працює на випаровування при реальних температурах в електронній апаратурі.
Ви можете доповнити цей список фреоном, аміаком та іншими сполуками, але нас цікавить діапазон температур від +20 дл +80 град.С, тому для наочності цього вистачить.
Подивимося таблицю 1.
Не біда, що температура кипіння перелічених рідин знаходиться в діапазоні від 100 до 34 град.С. Є простий спосіб створити умови, щоб рідина кипіла за заданої температури. Просто треба зменшити тиск. Залежність температури кипіння від тиску води показана на Рис.1.
Якщо Вам цікаво, то із достатньою точністю залежність t(P) описується виразом:
t(P)=-1778.8228146*P 6 +6411.834389*P 5 -9145.84419*P 4 +6585.9358278*P 3 -2560.6764708*P 2 +580.3053
Розглянемо останній стовпець табл.1. Це питома теплота випаровування, вона показує, скільки Дж теплової енергії можна відвести при випаровуванні 1 кг даної рідини. У цьому стовпці немає конкурентів ВОДА! Найближчий суперник (спирт метиловий) має вдвічі найгірше значення! Та й за токсичністю та іншими параметрами вона не має конкуренції. Енергія витрачена випаровування описується формулою [1]
Q - енергія витрачена на випаровування рідини,
r - питома теплота пароутворення (випаровування),
m - маса рідини, що випарувалася.
Нагадаю 1 Дж = 1 Вт * сек або 1Вт = 1 Дж / сек.
Ця формула показує, що енергія випаровування залежить від рідини (величини r - питомої теплоти пароутворення) і від маси рідини, що випарувалася (що бере участь в теплообміні).
Ще багато параметрів впливають на ефективність відведення тепла за допомогою ТТ.
Насамперед це кратність обігу теплоносія в одиницю часу. Її визначають: ефективність теплознімання з гарячого кінця трубки, опір руху нагрітої пари при русі від гарячого до холодного кінця теплової трубки, пропускна здатність капілярного каналу для відтоку конденсату води від холодного кінця ТТ.
Перераховане дозволяє зробити однозначний висновок
- що більше діаметр ТТ, тим ефективніше її робота.
Наводимо таблицю потужностей для трубок з будь-якою просторовою орієнтацією.
| Діаметр трубки, мм |
Теплова потужність, що відводиться, Вт (не менше) |
| 3 | 5 |
| 6 | 12 |
| 8 | 25 |
| 10 | 35 |
| 12 | 50 |
| 16 | 70 |
Ще одна вимога істотно впливає на ефективність роботи кулера на теплових трубках:
Це відсутність проміжних контактних поверхонь,
іншими словами - безпосередній контакт ТТ з поверхнею, що охолоджується.
Як це робиться на кулерах IH-4050 hP виробництва ICE HAMMER Corporation
та нових кулерах інших виробників.
Кожен тепловий контакт та теплопровідний елемент збільшує тепловий опір конструкції!
При тепловому опорі найкращих кулерів на теплових трубках Rt близько 0,1 град/Вт і менше, тепловий опір контактної поверхні наближається або перевищує вказану для кулерів величину. Це різко знижує тепловий потік.Тому залишаючи тільки одну контактну поверхню "Теплова Трубка кулера - поверхня, що охолоджується" підвищуємо ефективність тепловідведення.
| Важливо! Доки теплоносій в кулері на теплових трубках не випаровується (не закипає), її тепловий опір велике і визначається тільки здатністю відводити тепло конструкцією основи! Це набагато менше кулера на ребристому радіаторі! |
Технології
Heat Transporting System (HTS) в IH-4200hp
У грудні 2005 року компанія ICE HAMMER Electronics представила новий вид кулерів на теплових трубках високого тиску, побудованих на основі нової технології Heat Transporting System (HTS).
Незважаючи на наявні публікації, не можна не сказати кілька слів про цю систему.
Ця система знаходиться в проміжному положенні між тепловими трубками та рідинними системами охолодження. В якості активного тіла в ній використовується суміш, що складається з суміші води (90%) з домішками азоту (0,3%), аміаку (7%) і альдегіду HC 7 (2,7%), що знаходиться при атмосферному тиску. Ця суміш закипає за її температури від 25 до 50 град. Її особливість - високий вміст води, яка теж працює як теплоносій. Газові бульбашки, що утворюються, піднімаючись до охолоджувача захоплюють за собою воду і працюють як природний насос. Цим прискорюється циркуляція води проти звичайним теплообміном через конвекційні потоки. Компанія обіцяє підвищення ефективності на 40% порівняно з технологією ТТ і максимум ефективності в діапазоні потужності тепловиділення 150 -:- 175 Вт.
Враховуючи гравітаційну фізику процесів до даного кулера можна припустити, що його ефективність буде максимальна при знаходженні трубок у вертикальному положенні.
Можливо не варто було повторювати наявну інформацію, але цей кулер має одну дуже важливу особливість, яку повинні знати і про яку я скажу нижче.
За графіком на рис. 5 можна припустити, що за температури близько 50 град.С кипіння суміші найбільш ефективно.
Подивимося як змінюється тепловий опір кулера IH-4200hp у заявленому виробником діапазоні температур, показаному на рис.5.
З графіка на рис.6 добре видно, що даний кулер виходить на номінальний тепловий опір за температури джерела тепла вище 42 град.С. Це реальна температура кипіння суміші.
При малих тепловиділеннях процесора (до 100 Вт) тепловий опір кулера не з найкращих (0,6 гад/Вт при тепловиділенні 50 Вт і 0,385 град/Вт при 100 Вт), але при зростанні тепловиділення/температур понад 125 ВТ/42 град. теплоносій виходить на оптимальний режим кипіння, що стабілізує тепловий опір кулера на рівні 0,338 - 0,31 град/Вт, з подальшим зростанням потужності тепловиділення 200 Вт до рівня 0,32 град/Вт.
Діапазон робочих температур даного кулера обмежений зверху 63 градусами при потужності, що відводиться до 200 Вт.
Ті хто вирішив використовувати цей кулер повинен пам'ятати, що це гарячий кулер і тому він вимагає акуратного нанесення термоінтерфейсу, який повинен мати низький тепловий опір (менше).
Але, слід зазначити, це єдиний кулер на технології ТТ, який працює і при температурі у всьому діапазоні температур.
Поки що єдине рішення для процесорів з тепловиділенням до 200 Вт.
"Теплова стрічка" NCU-1000 виробництва фірми TS Heatronics
Ще в 2003 році з'явилися повідомлення про виробництво нового кулера на "тепловій стрічці", що він показаний на малюнку 7.
Було заявлено про безліч переваг такої конструкції. Від у 10 разів більшої ефективності і далі.
Але оскільки згадок про нього більше не було, схоже на серію він так і не пішов.
Та це загалом і зрозуміло.
У плоскій конструкції з тонким каналом витримати постійну товщину каналу по всій довжині стрічки дуже складно. Якщо не сказати неможливо, і навіть найхитріші японці не в змозі прибрати деформації стрічки при паянні (приварюванні) теплової стрічки до ребрів, основи.
Теплові деформації призводять до звуження каналу, погіршення циркуляції теплоносія.
Celsia Technologies та її технологія "NanoSpreader™".
Запропонована Celsia Technologies технологія "NanoSpreader™" є подальшим розвитком круглих "Теплових трубок" і "Теплових стрічок" TS Heatronics.
Технологія "NanoSpreader™" пропонує теплопровідну стрічку шириною від 70 до 500 мм, товщиною від 1,5 до 3,5 мм, із заявленим тепловим опором 0,01-0,03 К/Вт.
Теплопровідна стрічка є порожнистою тонкостінною плоскою стрічкою з міді (Upper Case), заповненою понад чистою рідиною, що знаходиться в 2х фазному стані (пар - рідина). Уздовж зовнішньої поверхні цієї плоскої труби, у безпосередньому тепловому та механічному контакті з нею лежить полотно з мідних волокон із мікро капілярною структурою (Fluid Cannel - Liquid Layers)). Конденсована рідина за цією мікро капілярною структурою повертається із зони конденсації в зону нагрівання та випаровування.Внутрішня порожнина заповнена пружним матеріалом з пористою структурою, призначення якого забезпечити прозорість каналу для парів теплоносія і сталість товщини каналу по всій його протяжності (Vaper Zone - Vaper Layer). В результаті утворюється досить гнучка структура, яка може працювати при механічних впливах із зусиллям до 50 кг.
Можливе застосування технології "NanoSpreader™" показано на рис. 9.
Головним застосуванням теплопровідних стрічок може бути перекидання теплових потоків від тепловиділяючих вузлів до місць, де можливе ефективне знімання тепла. Це особливо важливо для понад мініатюрної електронної техніки, наприклад ноутбуків.
Вони можуть служити для виведення за межі корпусу радіоапаратури або комп'ютера теплових потоків від тепловиділяючих вузлів.
Одним із застосувань понад низький тепловий опір теплопровідної стрічки може бути розподіл тепла по поверхні радіаторів, виготовлених з алюмінієвих сплавів.
Температура закипання теплоносія у теплових трубках
З даних статей "Збираємо комп'ютер у корпусі "Centurion 590". Частина 2" (1), "Черговий глюк Intel?"(2), "Не обговорювана особливість теплових трубок"(3), "Бій суперкулерів на теплових трубках: Thermaltake, Zalman, Doors4ever" (4) добре видно, що теплоносій у теплових трубках закипає при температурі 47-50 -55 град.С. Температура закипання може бути легко визначена за температурою процесора, коли він працює з мінімальним тепловиділенням - при мінімальному завантаженні.
На малюнку 10, взятому з (4) видно, що режимі холостого ходу процесор Pentium 4 розігнаний до 4,06 ГГц мав температуру ядра від 46,5 до 48,5 град.Це означає, що теплоносій у теплових трубках починав кипіти за даної температури.
При малому тепловиділенні (при температурах нижче точки кипіння теплоносія) кулер практично не відводить тепла (див. вище). (На охолодження працює лише поверхня металоконструкцій основи кулера, ефективність якої мала). В результаті температура основи навіть за потужності тепловиділення близько 10 Вт піднімається до 46-49 град.С.
Аналогічна ситуація показана малюнку 11 взятому з (3).
Зрозуміло, що для нормальної конденсації теплоносія в теплових трубках необхідно щоб холодний їх кінець був холоднішим за гарячий хоча б на 5 - 10 град.С. Тоді теплові трубки забезпечуватимуть охолодження процесора розігрітого до 75 град.С при температурі зовнішнього повітря в районі 50-55 град.С. Тобто. кулери на теплових трубках мають обмежений робочий діапазон температур.
Хоча необхідно шукати теплоносії та бажано застосування тих, які мають різницю температури кипіння – конденсації хоча б 10-15 град.С. Вони дозволять мати більшу ефективність та діапазон робочих температур.
Особливості характеристики кулера на теплових трубках.
Характеристика кулера на теплових трубках має вигляд подібний до показаного на рис. 4.:
На малюнку 13 показана характеристика побудована для кулера Noctua NH-U12 .
На початковій ділянці (температура від 0 до t кр = 36 ° С) охолодження забезпечують металоконструкції кулера. На цій ділянці його тепловий опір велике, кипіння теплоносія немає.
На наступній ділянці (температура процесора t кр = 36 до t раб = 55 град.С) починає закипати теплоносій у ТТ, тепловий опір досягає номінального.
Остання ділянка (температура процесора більше t раб = 55 градусів) теплоносій активно кипить, тепловий опір кулера дорівнює номінальному.
Це робоча ділянка, на ній і забезпечується відведення тепла від процесора.
Висновок
Кулери на теплових трубках міцно займають свою нішу, конкуруючи з кулерами на основі ребристих радіаторів за технічними характеристиками. І коли ціна не має значення, кулери на теплових трубках можна застосовувати при тепловиділенні до 100 Вт. Але деякі моделі дозволяють працювати при тепловиділенні процесора від 100 до 200 Вт.
Але кулери на теплових трубках самі маючи малі теплові опори (від 0,3 до 0,09 град/Вт), працюючи на тепловиділенні близько 100 Вт (і більше), вимагають застосування ефективних термопаст. Тепловий опір термоінтерфейсів, що застосовуються, в ідеальному випадку має бути менше 10% від теплового опору кулера на ТТ. Це дозволить повністю використати ресурс кулера.
Але оскільки це просто нереально, то тепловий опір термоінтерфейсу повинен принаймні враховуватися.
При виборі найбільш ефективного кулера на ТТ необхідно вибирати кулер з великою кількістю теплових трубок, що мають більший діаметр. Конструкція кулера повинна забезпечувати безпосередній контакт ТТ з охолоджуваною поверхнею і мати площу ребра холодної частини (охолоджувача), відповідне потужності, що виділяється.
Ми повинні пам'ятати:
1. Теплові трубки застосовувані кулери для ПК діаметром 6 мм мають максимальну потужність, що відводиться, в діапазоні від 15 до 25 Вт на трубку в залежності від її конструкції;
2.Температура закипання теплоносія в тепловій трубці (а значить і мінімальна температура об'єкта, що охолоджується) знаходиться в діапазоні від 30 до 55 °С, що визначається тиском у трубці і застосованим теплоносієм;
3. Для ефективної роботи теплової трубки необхідно забезпечити ефективне відведення тепла від її "гарячого" кінця.
- Саморобні гнучкі теплові трубки. http://www. Casemods. ru / section 15/ item224
- Влаштування теплових трубок, принцип роботи http://www. Casemods. ru / section 15/ item 204/
- Охолодження. Системи фазового переходу http://www.overclockers.ru/lab/15846.shtml
- Порівняння кулерів з використанням теплових трубок http://www.3dnews.ru/cooling/coolers_p4_heatpipes
- NanoSpreader™ http://www.celsiatechnologies.com/nanospreader_technology.asp
- Celsia's NanoSpreaderTM Technology, Presentation_Celsia_NanoSpreader_en .pdf
Cookies на веб-сайті bequiet.com.
bequiet.com використовує файли cookie (включно з третіми особами) для збору інформації про використання даного веб-сайту його відвідувачами. Ці файли cookie допомагають нам максимально покращити роботу нашого веб-сайту, постійно вдосконалювати його та надавати вміст, призначений саме для вас. Натиснувши кнопку «Прийняти всі cookie», ви погоджуєтесь з використанням усіх файлів cookie. Натиснувши кнопку «Прийняти лише технічні cookie», ви погоджуєтесь з використанням лише технічних файлів cookie. Щоб отримати додаткові відомості про використання файлів cookie або змінити установки, виберіть «Інформація про використання файлів cookie».
Локалізація сайту
Inside be quiet!
Теплові трубки є невід'ємною частиною сучасних систем охолодження, оскільки вони забезпечують швидке та ефективне відведення тепла від процесора до радіатора кулера. Як вони працюють і як влаштовані всередині?
Теплові трубки виготовляють із дуже довгої мідної трубки, намотаної на величезну котушку. Спеціальна машина відмотує необхідну довжину, розпрямляє та ріже трубку на частини, після чого ці трубки очищають та заповнюють сумішшю мідного порошку. Далі слідує процес «запікання» при значній температурі в 980°C, що триває близько 8 годин. На останніх етапах виготовлення трубок видаляється все повітря і їх порожнина заповнюється незначною кількістю дистильованої води.
Ідея використання теплових трубок для охолодження процесора дуже проста: теплові трубки забирають тепло від пластини, що охолоджує, має прямий контакт з процесором, і переносять його до ребер радіатора, що розсіює тепло. Використання вентилятора значно підвищує ефективність та швидкість такого розсіювання.
Процеси, що відбуваються всередині теплових трубок, значно складніші, і провідну роль тут відіграє дистильована вода, що є в теплових трубках. У районі охолоджуючої пластини, температура якої є найвищою, рідина випаровується і у вигляді пари прагне до більш прохолодної частини трубки, віддаючи тепло і конденсуючись в рідину, яка стікає назад до охолоджувальної пластини завдяки капілярній структурі, отриманій при запіканні суміші мідного порошку, де весь процес повторюється спочатку. Постійна зміна агрегатного стану води дуже важлива, оскільки сама тільки трубка з міді може відводити тепло значно менш ефективно.
Контурні Теплові Труби в кулері настільного ПК
Кілька років тому я зацікавився системами охолодження за технологією Контурні Теплові Труби (КТТ). Вони мають значно менший тепловий опір, ніж звичайні теплові трубки, можуть працювати на далекі відстані і не мають сильного зниження продуктивності в залежності від орієнтації. Тоді мене збентежив чи аміак як теплоносій, чи матеріали зі сталі, чи аеро-космічне застосування. Все змінилося, коли я натрапив на відео про «суху воду» і вирішив повернутись до КТТ, розібратися докладніше.
Мене звати Олександр – я любитель компактних ПК. Тому йтиметься про дизайн низькопрофільного кулера за технологією КТТ. Мені вдалося знайти два цікаві матеріали на які я (в основному) спирався при розробці дизайну. Перший, у журналі «Електроніка» від 2017р №6, за авторством Ю. Майданіка – одним із винахідників цієї технології. Там про теорію та практичні приклади. Другий, за авторством Patrik Nemec на ресурсі intechopen.com. Там є дуже цікаві результати практичних експериментів у пошуках істини. Далі, я посилатимуся на ці дві статті.
Принцип роботи КТТ
- Капілярний насос. Пориста структура Гноту всередині Випарника поглинає рідину, що надходить, і перекачує її до Теплознімача, створюючи силу капілярного тиску і пасивно переміщуючи рідину всередині системи.
- Випаровування. Рідина випаровується теплознімачем, який знаходиться в контакті з джерелом тепла. Через Паровідвідні канали Фитиля, Пар Паропроводом спрямовується у бік конденсатора.
- Конденсація. У конденсаторі, через різницю температур, Пар знову конденсується в рідину. Потім рідина повертається назад до Випарника.
- День бабака. Поки тепло подається на теплознімач, а конденсатор має нижчу температуру ніж джерело тепла – цей процес триває нескінченно. Система дуже схожа на комплект водяного охолодження "все в одному". Тільки замість помпи – Випарник.
Випарник
Як крильчатка в помпі водяного охолодження, так і в Випарнику, Гнот є головним елементом прокачування рідини. Що буде, якщо край шматочка цукру занурити у гарячий чай? Все правильно - він миттєво заповниться водою. Саме так працює капілярний тиск. Для різних рідин потрібна своя оптимальна капілярна структура фітіля. Основними параметрами капілярної структури є її пористість та ефективний радіус пір. Пористість, це скільки рідини він може вмістити, а радіус пір визначає розмір самих частинок, з якого спечений Фітіль. Для цього можуть бути використані порошки з металів та їх сплавів, так само як і композитні матеріали – і це знову ж таки залежить від застосовуваної рідини.
У своїй роботі Patrik Nemec (розділ 4) на конкретних прикладах досліджував залежність ефективності Випарника від пористості та радіусу пір Фітіля. Також там описані умови для його запікання. В результаті експериментів було встановлено, що оптимальною капілярною структурою для води в якості теплоносія є фітіль з мідного порошку з розміром зерен 100мкм і пористістю 55%. Спікався Фітіль при температурі 950°C протягом 30хв.
У статті Ю. Майданіка на стор.126 описаний експеримент з КТТ, де використовувався Випарник циліндричний діаметром 10мм з довжиною активної зони випаровування 40мм і конденсатором, що охолоджується проточною водою. У цьому експерименті вдалося відвести до 300W теплової енергії.Я екстраполював зазначений випарник на горизонтальну площину і використовував отримані розміри для фітіля. Вони практично ідеально підійшли у розміри звичайного теплозйомника (черевика) від кулера CPU.
Основні характеристики Випарника:
Матеріал – мідь
Розмір Гнота – 35х30х3мм (спечений мідний порошок 100мкм)
Кількість Паровідвідних каналів – 8 (1х1х27мм кожен)
Розмір теплозйомника, що контактує з джерелом тепла - 40х38мм
Кріплення для різних сокетів CPU – стандартні
Габаритні розміри – 58х38х12мм
Ймовірна продуктивність – 250W+
Конденсатор
Ще одна перевага КТТ, це можливість рівномірно розподілити трубки охолодження по всій площі Конденсатора, тим самим підвищивши ефективність охолодження. При розробці дизайну я використовував два симетричні змієподібні контури довжиною 460мм кожен. Як мені здається, це дозволить веселіше прокачувати рідину на відміну від одного контуру, довжиною майже метр.
На малюнку показано два варіанти конденсатора. Варіант А – змієподібного типу, Б – колекторного. Також, можна всі 10 трубок об'єднати в один колектор в одному контурі. Що краще – поки що не зрозуміло, але можна дізнатися експериментально.
Основні характеристики Конденсатора:
Матеріал трубок – мідь
Внутрішній діаметр трубок – 2.2мм
Довжина контурів конденсації – 2х460мм
Паропровід – 2х40мм
Конденсатопровід – 2х70мм
Матеріал ламелей охолодження – алюміній
Загальна площа ламелей охолодження (з двох сторін) – 1580 кв.
Підтримка вентиляторів охолодження - 92х92х15мм, 92х92х25мм
Кліпси кріплення вентиляторів – стандартні
Габаритні розміри – 94х94х19.5мм
Ймовірна продуктивність – 120W+
Теплоносій
Як згадувалося раніше, як теплоносій можна використовувати дистильовану воду. На мою думку, більш перспективно використовувати так звану «суху воду». Наприклад – «3M Novec 649 Engineered Fluid». У цієї рідини майже вчетверо краща питома теплоємність, ніж у води. Вона вдвічі менш в'язка і закипає вже за температури 49°C (1атм), а замерзає при -108°C. Вона (від слова зовсім) не взаємодіє з міддю, алюмінієм, оловом та іншими металами. Ця рідина не проводить електрики. Вона нетоксична в таких малих кіл-вах, хоча пити її звичайно ж не можна.
У своїй роботі Patrik Nemec (розділ 4.4) дійшов висновку, що оптимальна кількість рідини для його випробувального стенду склала 60% від внутрішнього об'єму всієї системи. На цей параметр впливають як довжина паропровідних, так і кондесатопровідних каналів. Тому, оптимальну кількість рідини краще встановити експериментально.
Думки вголос
Підозрюю, що у Контурних Теплових Труб є потенціал створення більш ефективних кулерів для настільних ПК порівняно з існуючими рішеннями на базі теплових трубок. Якщо вдасться підвищити ефективність на 20-25%, це буде досить значним результатом. При цьому сама конструкція не набагато складніша, ніж звичайні кулери. А фраза "Аеро-космічні технології у вашому ПК- звучить дуже привабливо.
Використані ресурси:
- Ю.Майданик. "Контурні теплові труби – високоефективні теплопередавальні пристрої для систем охолодження електроніки". Журнал «Електроніка» від 2017 №6.
- Patrik Nemec "Porous Structures in Heat Pipes" на ресурсі intechopen.com.
- Elvis Liu з компанії ID-Cooling (Допомога у розробці радіатора охолодження).
- Канал Thoisoi на YouTube (відео про "суху воду").
