Kühlkörper mit Heatpipe

Kühlkörper mit Heatpipe ist ein Kühlkörper mit integrierter Heatpipe-Technologie, der zur Verbesserung der Wärmeableitungseffizienz verwendet wird und sich besonders für leistungsstarke elektronische Geräte wie Computer, LED-Leuchten, Server und Industrieanlagen eignet. Dieser Kühlkörper kombiniert Heatpipes (Heatpipe) mit herkömmlichen Kühlkörpern (Heat Sink), wodurch die vom Gerät erzeugte Wärme effektiv von der Wärmequelle auf die Oberfläche des Kühlkörpers übertragen und die Wärme durch Konvektion und Strahlung in die Luft abgeleitet wird.

Herstellungsverfahren

Entwurf und Herstellung von Wärmerohren

Heatpipe-Struktur: Heatpipes bestehen normalerweise aus Kupfer- oder Aluminiummaterialien und das Rohr ist mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt. Nachdem die Flüssigkeit verdampft ist, überträgt sie Wärme von einem Ende der Wärmequelle, kondensiert zu Flüssigkeit und fließt durch die Kapillarstruktur zurück zum kalten Ende.

Herstellungsprozess von Heatpipes: Der Herstellungsprozess von Heatpipes umfasst normalerweise die Verarbeitung von Kupferrohren, die Beschichtung der Innenwände mit Arbeitsflüssigkeit, Druckversiegelung und Vakuuminjektion usw., um sicherzustellen, dass die Arbeitsflüssigkeit in der Heatpipe bei hohen Temperaturen effektiv verdampfen und kondensieren kann.

Fräsen und Oberflächenbehandlung von Heizkörpern

Der Kühlerteil besteht normalerweise aus einer Aluminiumlegierung und mehrere Wärmeableitungsrippen werden mittels CNC-Fräs- und Stanzverfahren hergestellt, um die Wärmeableitungsfläche zu maximieren.

Anschließend wird die Oberfläche behandelt, beispielsweise durch Eloxieren, Besprühen oder Beschichten, um ihre Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu verbessern.

Anschluss Wärmerohr an Kühlkörper

Schweißen oder Heißpressen: Das Wärmerohr wird durch Schweißen oder Heißpressen mit dem Kühlkörper verbunden, um sicherzustellen, dass das Wärmerohr die Wärme effektiv von der Wärmequelle zum Kühlkörper übertragen kann.

Prüfung und Qualitätskontrolle

Der fertige Heatpipe-Radiator wird einer strengen Qualitätskontrolle unterzogen, bei der Parameter wie Wärmeleitfähigkeit, Wärmeableitungsleistung und Druckbeständigkeit geprüft werden, um seine Stabilität in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck sicherzustellen.

Präzision

Durchmesser und Länge des Wärmerohrs: Der Durchmesser des Wärmerohrs liegt normalerweise zwischen 6 mm und 12 mm, und die Länge kann je nach Bedarf angepasst werden. Die Genauigkeit muss innerhalb von ±0,1 mm liegen, um die effektive Zirkulation des Arbeitsfluids im Wärmerohr sicherzustellen.

Lamellenabstand: Der Abstand des Kühlkörpers bestimmt die Wärmeableitungswirkung, normalerweise 1 mm bis 5 mm, und die Genauigkeit muss ebenfalls im Bereich von ±0,1 mm liegen.

Wärmewiderstand: Der Wärmewiderstand des Wärmerohrheizkörpers liegt üblicherweise zwischen 0,2 °C/W und 2 °C/W. Der genaue Wert hängt von der Konstruktion des Heizkörpers und den verwendeten Materialien ab. Je niedriger der Wärmewiderstand, desto höher die Wärmeableitungseffizienz.

Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers und des Wärmerohrs bestimmt die Wärmeübertragungseffizienz. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungen beträgt normalerweise etwa 200–220 W/m·K, und die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer ist höher und erreicht bis zu 380 W/m·K.

Oberflächenbehandlung

Eloxieren: Dies ist eine gängige Methode zur Oberflächenbehandlung von Aluminiummaterialien, mit der die Korrosionsbeständigkeit, Härte und Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungen verbessert werden kann. Auf der Oberfläche von eloxiertem Aluminium bildet sich ein dichter Oxidfilm, der die Wärmeableitung effektiv verbessert.

Sprühen: Durch das Sprühverfahren wird eine Beschichtung mit guter Wärmeleitfähigkeit auf die Oberfläche des Kühlkörpers aufgetragen. Dieser Vorgang verbessert nicht nur die Wärmeableitung, sondern erhöht auch die Korrosionsbeständigkeit.

Beschichtung: Um die Wärmeleitfähigkeit zusätzlich zu verbessern, werden spezielle Beschichtungsmaterialien wie Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und andere eingesetzt.

Metallbeschichtung: Zum Beispiel Vernickeln, Versilbern usw. Diese Verfahren können die Oxidationsbeständigkeit des Heizkörpers erhöhen, Korrosion verringern und die Stabilität nach langfristigem Gebrauch verbessern.

Anwendungsgebiete

Elektronische Produkte: einschließlich Computerprozessoren (CPU), Grafikkarten, Spielekonsolen, Router und andere Geräte, besonders geeignet für die Wärmeableitung leistungsstarker, leistungsstarker elektronischer Komponenten.

LED-Beleuchtung: Die Anforderungen an die Wärmeableitung von LED-Lampen werden immer höher. Heatpipe-Heizkörper können die Betriebstemperatur von LED-Lampen effektiv senken und ihre Lebensdauer verlängern.

Server und Rechenzentren: Hochintegrierte elektronische Geräte wie Server haben extrem hohe Anforderungen an die Wärmeableitung. Heatpipe-Heizkörper können Überhitzung und damit Geräteausfälle wirksam verhindern.

Automobilelektronik: In Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen und herkömmlichen Fahrzeugen können Heatpipe-Heizkörper für Batteriemanagementsysteme, Motorsteuerungssysteme und andere elektronische Geräte verwendet werden.

Industrielle Geräte: In Automatisierungsgeräten, medizinischen Geräten und Kommunikationsgeräten werden häufig Heatpipe-Heizkörper verwendet, um einen stabilen Betrieb der Geräte unter hoher Belastung zu gewährleisten.

So pflegen und warten Sie

Regelmäßige Reinigung: Heatpipe-Heizkörper neigen zur Staubansammlung, insbesondere im Zwischenraum zwischen den Kühlrippen. Entfernen Sie regelmäßig Staub und Schmutz von der Oberfläche des Heizkörpers, um die Wärmeableitungswirkung aufrechtzuerhalten. Verwenden Sie zum Reinigen eine weiche Bürste oder Druckluft und vermeiden Sie die Verwendung von Wasser oder stark ätzenden Reinigungsmitteln.

Überprüfen Sie die Wärmerohrverbindung: Die Verbindung zwischen Wärmerohr und Kühlkörper ist der Schlüssel zur Wärmeleitung. Es ist notwendig, die Festigkeit der Schweiß- oder Heißpressverbindung regelmäßig zu überprüfen, um einen schlechten Kontakt zu vermeiden und den Wärmeableitungseffekt zu verringern.

Vermeiden Sie übermäßige Stöße: Auch wenn der Heatpipe-Kühler robust ist, müssen dennoch starke Stöße oder Druck vermieden werden, um ein Brechen oder Auslaufen der Heatpipe zu verhindern.

Kontrolle der Umgebungstemperatur: Stellen Sie sicher, dass die Umgebungstemperatur des Geräts im empfohlenen Bereich liegt, um eine Überhitzung des Geräts zu vermeiden, insbesondere bei Verwendung in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, um sicherzustellen, dass der Heatpipe-Kühler nicht überlastet wird.

Vermeiden Sie Flüssigkeitslecks: Das Wärmerohr ist mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt. Sobald das Wärmerohr bricht oder leckt, wird die Wärmeableitungsleistung erheblich reduziert. Während der Wartung sollte darauf geachtet werden, dass scharfe Gegenstände nicht mit dem Wärmerohr in Berührung kommen.

Vorsichtsmaßnahmen

Einbaurichtung: Die Einbauposition und Einbaurichtung des Wärmerohrkühlers sind sehr wichtig. Achten Sie beim Einbau darauf, dass das Verdampfungsende des Wärmerohrs zur Wärmequelle und das Kondensationsende zu den Wärmeableitungsrippen zeigt. Eine falsche Einbaurichtung beeinträchtigt die Arbeitseffizienz des Wärmerohrs.

Angemessene Belastung und Betriebstemperatur: Der Heatpipe-Heizkörper hat eine bestimmte Wärmebelastbarkeit. Bei der Verwendung ist der vom Hersteller angegebene Betriebstemperaturbereich einzuhalten, um ein Überschreiten der Konstruktionsparameter zu vermeiden.

Materialauswahl: Für verschiedene Anwendungsbereiche sollten geeignete Wärmerohr- und Kühlkörpermaterialien entsprechend den spezifischen Anforderungen ausgewählt werden. Beispielsweise sollten in korrosiven Umgebungen Materialien mit stärkerer Korrosionsbeständigkeit ausgewählt werden, wie z. B. vernickelte Aluminiumlegierungen oder Kupfermaterialien.

Vermeiden Sie den Betrieb bei hohen Temperaturen: Ein langfristiger Betrieb in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen kann die Verdampfungseffizienz des Arbeitsmediums im Wärmerohr verringern und die Wärmeableitung beeinträchtigen. Daher sollte das Gerät über einen langen Zeitraum bei hohen Temperaturen gehalten werden.

Qualitätszertifikat: Beim Kauf von Heatpipe-Heizkörpern sollten Produkte mit Qualitätszertifikat ausgewählt werden, um die langfristige Stabilität und Sicherheit des Heizkörpers zu gewährleisten.

Heatpipe-Heizkörper sind eine hochintegrierte Wärmeableitungslösung, die die Effizienz der Wärmeübertragung und -ableitung effektiv verbessern kann. Präzision, Oberflächenbehandlung, Materialauswahl und angemessene Wartung sind der Schlüssel zur Gewährleistung ihrer Leistung. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Anforderungen an die Wärmeableitung für elektronische Geräte und industrielle Anwendungen werden Heatpipe-Heizkörper in Zukunft häufiger eingesetzt.