Охлаждение паровой камеры находит растущую роль в горячих продуктах

Внедрение технологии охлаждения паровой камеры может окупиться для конкретных приложений, таких как как встроенные системы с критическими проблемами управления температурным режимом.

Инженеры, разрабатывающие продукты со встроенными технологиями, должны постоянно искать пути достижения адекватного управления температурой. Поскольку современные продукты становятся все меньше и более функциональными, эти характеристики повышают вероятность перегрева устройства, если у него нет внутренних функций, которые помогают ему оставаться холодным.

Охлаждение паровой камеры - одна из возможностей, которой уделяется все больше внимания. Паровые камеры имеют плоские конструкции, которые помогают равномерно передавать тепло в небольшом пространстве. Кроме того, они содержат жидкость, которая превращается в газ, когда он достаточно нагревается. В камерах также есть небольшие стойки, которые предотвращают обрушение конструкции из-за внешнего атмосферного давления и направляют жидкость в нужные места.

Одно термодинамическое различие между паровой камерой и обычной тепловой трубкой состоит в том, что паровая камера передает тепло в двух измерениях, а не в одном. Инженеры обычно используют их для передачи тепла от источника к ребрам радиатора.

Кроме того, эффективная теплопроводность связана с термодинамическими свойствами и толщиной парового пространства. По мере увеличения толщины парового пространства падение давления потока становится менее заметным, что увеличивает эффективную теплопроводность.

У многих настольных компьютеров к паровым камерам приварены тепловые трубки, что дополнительно способствует эффективной теплопередаче. Однако в некоторых конструкциях тепловые трубки помещаются в паровую камеру, что упрощает весь процесс. Поскольку некоторые паровые камеры имеют размер всего 1 дюйм на 1 дюйм, они подходят для проектов, требующих небольших размеров упаковки. Кроме того, их стандартная толщина составляет 3–9 миллиметров, что упрощает их установку в существующую основу.

Взвешивание плюсов и минусов

Эффективность переноса является одним из основных преимуществ выбора охлаждения паровой камеры по сравнению с другими методами. Он может рассеивать до 2000 Вт тепла на площади около 4 квадратных сантиметров. Инженеры также выбирают его, чтобы помочь уменьшить количество горячих точек или справиться с высокой плотностью мощности в небольших корпусах.

Кроме того, паровые камеры допускают прямой контакт с тепловыделяющими компонентами, такими как центральные процессоры (ЦП).

Однако есть и недостатки. Во-первых, охлаждение паровой камеры может быть дороже, чем методы с использованием тепловых трубок. При использовании для массовых потребительских товаров общие производственные затраты могут быть непомерно высокими. Однако внедрение технологии охлаждения с паровой камерой может окупиться для конкретных приложений, таких как встроенные системы, с критическими проблемами управления температурным режимом. Сопоставление соображений стоимости с необходимыми характеристиками помогает инженерам решить, оправданы ли дополнительные затраты для конкретного проекта.

Традиционная двухкомпонентная конструкция паровой камеры включает две штампованные медные пластины. Этот тип более дорогостоящий, чем большинство тепловых трубок, хотя сейчас существуют моноблочные конструкции. По мере роста спроса на них стоимость упала примерно до тех же затрат, что и на некоторые традиционные тепловые трубы.

С точки зрения стоимости производства и доступности у паровых камер есть некоторые недостатки. Большинство дизайнов изготавливаются по индивидуальному заказу и производятся в относительно небольших объемах. Отсутствие стандартных конструкций увеличивает гибкость проекта, но также может увеличить стоимость. Однако исследователи исследовали использование аддитивного производства для некоторых компонентов паровой камеры. Это может повысить доступность и снизить затраты.

Охлаждение смартфона

Смартфоны представляют собой категорию продуктов, в которой люди все больше хотят использовать новейшие модели и ожидают, что эти возможности будут делать для них больше с каждым выпуском. Некоторые руководители компании надеются, что охлаждение в паровой камере может расширить возможности их новых моделей.

Сообщается, что Apple тестирует метод охлаждения для своих будущих моделей.

Аналитик, знакомый с этим вопросом, считает, что бренду это понадобится, чтобы соответствовать более требовательным характеристикам телефонов 5G. Они отметили, что предыдущие тесты надежности не оправдали ожиданий Apple, но полагают, что технологический бренд может стремиться включить эту опцию в будущую модель. В таком случае метод охлаждения может улучшить вычислительную мощность и продлить срок службы батареи.

Microsoft также недавно запатентовала систему, включающую гибкие паровые камеры, прикрепленные к петлям складных телефонов. Патентные заявки предполагают, что технологический бренд будет использовать этот подход, чтобы складные устройства с двумя экранами оставались прохладными.

Некоторые смартфоны уже содержат охлаждение паровой камеры. Один из них - Sony Xperia Pro.

Технический разбор устройства подтвердил, что в нем есть металлическая деталь, выступающая в качестве интерфейса с графитовыми листами, которые отводят тепло от компонентов телефона, включая его антенны 5G. Металл посылает тепло в паровую камеру, которая почти такая же высокая и широкая, как само устройство. Наконец, камера отводит тепло через экран устройства.

Влияние на дизайн

Инженеры также заинтересованы в применении парового охлаждения к конструкциям ноутбуков, особенно с тем, чтобы все больше потребителей использовали их для интенсивных игр. Основное преимущество паровых камер в этих случаях использования заключается в том, что они позволяют создавать более тонкие конструкции. Когда инженеры выбирают тепловые трубки для охлаждения, в конструкции компьютера часто используются три-четыре из них для отвода тепла.

Однако выбор конструкции охлаждения с паровой камерой позволяет отказаться от использования нескольких тепловых трубок с замкнутым контуром. Затем одна камера выполняет ту же функцию, что и несколько тепловых трубок, что позволяет создавать более тонкие ноутбуки.

Паровая камера позволяет разработчикам оборудования синхронизировать тепловые нагрузки нижнего уровня с основным радиатором, заставляя их напрямую контактировать с паровой камерой. Этот вариант предоставляет компонентам памяти и хранилища прямой путь к любым радиаторам с вентилятором или оребрением, используемым в конструкции.

Доказанные преимущества

Дизайнеры ноутбуков выбрали паровые камеры для охлаждения этих устройств в течение последних нескольких лет. Свидетельства, связанные с недавней моделью игрового ноутбука, показывают возможные температурные изменения.

Например, Dell Alienware m15 R3 оснащен паровой камерой охлаждения. Обширный обзор модели сравнил связанные с ней температуры с предыдущей моделью R2. Тестеры подтвердили, что температура модели R2 стабилизировалась на уровне 99 ° C и 70 ° C для процессора и графического процессора соответственно, даже при использовании функции Turbo Fan в ноутбуке. Однако в R3 температура процессора и графического процессора стабилизировалась на уровне 73 ° C и 65 ° C соответственно. Рецензенты назвали охлаждение паровой камеры наиболее вероятной причиной такого изменения между моделями.

Сочетание методов охлаждения

Инженеры, заинтересованные в изучении методов охлаждения паровой камеры для своих проектов, должны помнить, что такие решения могут поддерживать другие варианты контроля температуры, а не заменять их.

Например, недавно выпущенный игровой ноутбук Acer оснащен выдвижной клавиатурой, за которой открывается стеклянная панель. Эта особенность конструкции позволяет пользователям проверить технологию охлаждения, не разбирая компьютер.

Помимо паровой камеры, охлаждающая техника включает в себя три медные тепловые трубки, вентиляторы и вентиляционные отверстия возле экрана. В модели также используется технология Acer PowerGem, которая использует другой подход, нежели обычная практика помещения процессоров под слой термопасты, отводящей тепло от чипа. PowerGem использует прокладку, которая, по утверждению Acer, работает в несколько раз лучше, чем медь.

Интеллектуальное охлаждение

Исследования также показывают, что охлаждение пара может решить некоторые проблемы, связанные с системами освещения Интернета вещей (IoT), в которых используются светодиодные лампы. Команда, которая исследовала этот вопрос, указала, что дополнительная электроника, необходимая для аспектов связи, управления, измерения и питания функций IoT, может добавить до 70% к общему количеству тепла, выделяемого во время работы, по сравнению с тем, если бы продукты не имели этих функций подключения. .

Более того, как выяснили исследователи, если нагрев увеличивается на 70%, максимальная температура электроники увеличивается примерно на 25%. Таким образом, становится еще более важным бороться с горячими точками, вызванными общей более высокой температурой в лампах Интернета вещей.

Однако одна из рекомендаций исследования заключалась в разработке подложки теплораспределителя на основе технологии паровой камеры. Испытания показали, что такие варианты обеспечивают почти на 25% лучшие тепловые характеристики, чем решения без паровой камеры, при размещении спереди печатной платы, а не сбоку. Более того, исследования показали, что использование систем паровой камеры может помочь решить проблему повышения температуры светодиодов из-за локального тепловыделения и ограниченных путей теплопередачи.

Этот пример показывает, что выбор охлаждения паровой камеры - это только начало планирования проекта. Инженеры также должны изучить другие факторы, вызывающие повышение температуры или связанные с этим охлаждающие эффекты.