צינור חום הוא התקן פאסיבי, דו-פאזי להעברת חום, המעביר אנרגיה תרמית דרך מחזורי אידוי והתעבות. תחשוב על זה כמו הרדיאטור במכונית שלך.
צינור חום משלבת מעטפת חלולה / מעטפה (למשל צינור) עשויה מחומר מוליך תרמי (למשל, נחושת, אלומיניום), נוזל עבודה (כלומר נוזל שיכול לקלוט ולהעביר אנרגיה ביעילות) ומבנה פתיל / בטנה יחד במערכת סגורה / סגורה לחלוטין.
צינורות חום משמשים מערכות HVAC, יישומי חלל (למשל בקרת תרמית על החללית), ו - הנפוץ ביותר - קירור נקודות אלקטרוניות חמות. צינורות חום יכולים להיות קטנים עבור רכיבים בודדים (כגון CPU, GPU ) ו / או התקנים אישיים (למשל טלפונים חכמים / טבלטים, מחשבים ניידים, מחשבים), או גדולים מספיק כדי להתאים מארזים בגודל מלא (למשל נתונים, רשת או מדפי שרת / מארזים ).
איך עובד צינור חום?
הרעיון מאחורי צינור חום דומה לזה של רדיאטור הרכב או מערכת קירור נוזלי המחשב , אבל עם יתרונות גדולים יותר. טכנולוגיית צינור חום פועלת על ידי רתימת המכניקה (כלומר, פיזיקה) של:
- מוליכות תרמית
- מעבר שלב
- הוֹלָכַת חוֹם
- פעולה נימית
הקצה האחד של צינור החום המקיים קשר עם מקור טמפרטורה גבוהה (למשל CPU ) ידוע כמקטע המאייד . כמו בסעיף המאייד מתחיל לקבל קלט חום מספיק (מוליכות תרמית), נוזל העבודה המקומי הכלול במבנה פתיל הציפוי מעטפת הוא ואז vaporized מ נוזל למצב גז (המעבר פאזה). הגז החם ממלא את חלל החלל בתוך צינור החום.
כאשר לחץ האוויר מתחבר בתוך חלל הקטע של המאייד, הוא מתחיל להניע את החום הטמון באדים - לעבר הקרה הקרה של צינור החום (הסעה). זה סוף קר ידועה בסעיף condenser . אדי במקטע הקירור מתקרר לנקודה שבה הוא מתעבה חזרה למצב נוזלי (מעבר פאזה) ומשחרר את החום הסמוי שנספג בתהליך האידוי. החום הסמוי מעביר למארז (מוליכות תרמית), שם ניתן להרחיקו בקלות מהמערכת (למשל עם מאוורר ו / או חום).
נוזל עבודה מקורר ספוג על ידי מבנה הפתיל ומופץ חזרה לכיוון סעיף המאייד (פעולה נימית). לאחר הנוזל מגיע סעיף המאייד, הוא הופך להיות חשוף קלט החום, אשר ממשיך את המחזור שוב.
כדי לדמיין את החלק הפנימי של צינור חום בפעולה, לדמיין תהליכים אלה לעבוד בצורה חלקה במחזור:
- גז זורם דרך חלל חלול מקטעים חמים וקרים
- נוזל נע דרך מבנה הפתיל מ קר כדי חם חלקים
צינורות חום מסוגלים רק להעביר את החום כאשר שיפוע הטמפרטורה נופל בטווח ההפעלה של המערכת - גזים לא יתעבו כאשר הטמפרטורות חרגו מעוצמת העיבוי של האלמנט, הנוזלים לא יתאדו כאשר הטמפרטורות נמוכות מנקודת האידוי של האלמנט. אבל בהתחשב במגוון של חומרים יעילים ונוזלי עבודה זמין, היצרנים מסוגלים לכוונן את העיצוב של צינורות חום וביצועים בביצוע.
יתרונות ויתרונות של צינורות חום
לעומת שיטות קונבנציונליות של קירור אלקטרוני, צינורות חום מציעים יתרונות משמעותיים (עם מעט מגבלות):
- קירור פסיבי: צינורות חום אינם זקוקים למתג ידני או לחשמל כדי לתפקד. כל מה שנדרש הוא הבדל טמפרטורה בין המאייד וקטעי הקבל.
- אין תחזוקה: צינורות חום סגורים לחלוטין / מערכות אטום עם אפס חלקים מכניים / נעים.
- עיצוב גמיש: צינורות חום ניתן לבצע עם עובי / קוטר כמו רזה כמו 3 מ"מ, להיווצר בצורות u חזק מספיק כדי סליל סביב קצה של פרוטה, ולעבוד בכל כיוון / כיוון (כלומר לא תלוי כוח הכבידה) . היבטים אלה עיצוב גמיש לאפשר צינורות חום לפגוש צורות ספציפיות ו / או דרישות.
- מוליכות גבוהה: צינורות חום מבוצעים בחומרים המסוגלים לטפל בטמפרטורות של עד 1000 מעלות צלסיוס. מבחר חומרי האריזה, נוזלי העבודה ומבני הפתילה מאפשרים למעצבים לכוונן טווחי טמפרטורות הפעלה.
- ערך: צינורות חום נוטים להיות קטנים יותר, קלים, יעילים יותר, ובמחיר סביר יותר לייצר מאשר סוגים דומים של מערכות קירור.