Applicazione del dissipatore di calore della camera di vapore
Una camera di vapore è composta da piastre di rame sigillate e riempite con una piccola quantità di fluido (come acqua deionizzata), consentendo al calore di dissiparsi rapidamente dalla fonte di calore. Il dissipatore di calore della camera di vapore ha una struttura di supporto interna, che può impedire la flessione della parete della cavità. La camera di vapore è formalmente chiamata heat pipe ed è una delle migliori opzioni di dissipazione del calore per il substrato del dissipatore di calore, solitamente utilizzata nelle apparecchiature ad alta potenza. La piastra di temperatura uniforme è generalmente combinata con le alette per ottenere un raffreddamento efficiente.
La camera di vapore è composta da un contenitore sottovuoto sigillato con una microstruttura sulla parete interna e una piccola quantità di fluido di lavoro in equilibrio con il proprio gas. I contenitori sottovuoto sono generalmente realizzati in rame e sigillati attorno alla periferia. La microstruttura della parete interna può essere costituita da molte sostanze diverse. Il metodo più comune è sinterizzare la polvere di rame sulla parete interna del contenitore. Molti fluidi possono essere utilizzati come fluidi di lavoro per il dissipatore di calore della camera di vapore. Tuttavia, nella maggior parte delle applicazioni di raffreddamento di CPU, GPU e LED, l'acqua viene solitamente scelta come fluido di lavoro a causa del suo elevato calore latente, dell'elevata tensione superficiale, dell'elevata conduttività termica e di considerazioni economiche e ambientali.
La bassa pressione all'interno della camera fa evaporare il fluido ad una temperatura molto inferiore alla normale temperatura di ebollizione. Quando viene applicato calore al dissipatore della camera di vapore, il fluido vicino a quella posizione evapora immediatamente e riempie l'intera camera (guidato dalla differenza di pressione). Quando il vapore entra in contatto con una superficie della parete interna più fredda, si condensa e rilascia calore, e il fluido condensato ritorna alla fonte di calore attraverso l'azione capillare della microstruttura. Man mano che i cicli di vaporizzazione e condensazione si ripetono, il calore proveniente dalla fonte di calore viene spostato attraverso l'intera camera, determinando una distribuzione uniforme della temperatura sulla superficie della camera.
Con una progettazione adeguata, la dissipazione del calore della camera di vapore può essere migliorata del 10-30% rispetto ai radiatori in rame. In alcune applicazioni del dispositivo, l'utilizzo di una piastra di equalizzazione della temperatura elimina la necessità di installare una ventola sulla parte superiore del radiatore e può anche abbassare la temperatura al livello desiderato, migliorando l'affidabilità del sistema di raffreddamento ed eliminando il rumore.
