눈에 있는 구리 히트 파이프

히트 파이프에 대한 7 가장 일반적인 신화

개요

수십 년 동안 Boyd는 모바일 및 가전 제품에서 NASA 애플리케이션, 차세대 엔터프라이즈 및 [#0]}G 장비에 이르기까지 많은 주요 산업에서 우수한 히트 파이프 및 2상 열 관리 솔루션의 혁신을 이끌었습니다. 우리는 히트 파이프에 대한 많은 오해를 관찰했습니다, 어떻게 작동하는지, 그리고 주요 주요 시장에서 엔지니어링 팀과 긴밀하게 협력하면서 응용 분야에서 가장 잘 활용하는 방법. 이 논문은 히트 파이프 활용을 위한 모범 사례와 마주친 히트 파이프에 대한 가장 일반적인 오해 또는 "신화"를 다룹니다.

그리고 두 단계 냉각으로 응용 제품을 설계하는 것에 대한 진실

전자 장치가 계속해서 더 강력해지고 더 높은 신뢰성으로 더 많은 기능을 필요로 함에 따라, 과도한 열은 더 나은 성능을 발휘하는 차세대 응용 제품 및 획기적인 혁신 개발에 중요한 장벽으로 남아 있습니다. 모든 산업, 특히 모바일, 의료, 통신 및 IoT는 가볍고 다기능이어야하며 높은 신뢰성으로 높은 열 부하를 관리 할 수있는 새로운 제품과 시스템을 개발하고 있습니다. 엔지니어들은 소비자가 더 많은 옵션, 기능 및 기능을 갖춘 더 작고, 얇고, 더 강력한 장치를 요구하기 때문에 열을 효과적으로 처리하기 위해 고군분투하고 있습니다.

두 단계 냉각은 빠르게 진화하고 있으며 이러한 문제를 해결하는 데 더 많은 인기를 얻고 있습니다. 히트 파이프는 더 빠른 발산, 가벼운 무게, 높은 신뢰성 및 수명을 위해 열을 분산시키는 데 특히 이상적입니다. 그러나 히트 파이프의 가장 큰 이점은 설계 유연성과 열 시스템에 쉽게 통합하여 냉각 효율과 용량을 크게 향상시킬 수 있다는 것입니다.

히트 파이프, 증기 챔버, 써모사이펀 및 침수 냉각을 포함한 다양한 두 단계 기술에 대한 자세한 내용은 Boyd의 두 단계 냉각 가이드를 참조하십시오.

솔루션이나 시스템에 히트 파이프를 추가하면 응용 수명, 신뢰성 또는 정확성에 해로울 수 있는 활성 구성 요소를 추가하지 않고도 보다 효율적인 열 관리를 위해 열 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

능동 공기 냉각 또는 액체 냉각은 크거나 번거로울 수 있습니다. 능동적 인 공기 냉각에는 음향, 무게 및 진동과 같은 합병증이 있습니다. 모든 응용 분야에 액체 냉각 시스템을 지원하는 인프라가 있는 것은 아닙니다. 두 단계 냉각은 공기 냉각 시스템 성능을 확장하고, 음향 및 진동 문제를 해결하고, 기존 냉각 인프라를 활용하기 위해 활용되고 있습니다.

다 기술 히트 파이프 어셈블리

신화 #1 : 히트 파이프가 고장 나면 내 전자 제품에 액체가 생깁니다.

진실 : 히트 파이프는 거의 깨지지 않습니다. 하나가 깨질 가능성은 거의 없으며, 파이프에 보유 된 극소량의 액체는 심지에 완전히 포화되어 전자 장치에 물방울이 떨어지거나 누출 될 수 없습니다.

히트 파이프는 본질적으로 견고하며 시간이 지남에 따라 마모 될 움직이는 부품이없는 순전히 수동적 인 시스템입니다. 잘 제조 된 히트 파이프를 "깨뜨리기"위해서는 파이프를 열거나 과도한 양의 반복적 인 굽힘 또는 접기를 통해 파이프를 넣어야합니다.

히트 파이프는 파이프에 포함 된 유체의 양이 항상 증기 형태이므로 물방울이 떨어지지 않도록 채워지는 동안 진공으로 충전됩니다.

내구성, 향상된 신뢰성 및 누출 없는 특성으로 인해 히트 파이프는 항공 우주, 의료, 소비자 가전, 높은 신뢰성이 필요한 고전력 응용 제품, 기존 액체 솔루션의 누출이 치명적일 수 있는 시장에서 이상적인 솔루션입니다.

수십 년간의 정제 제조 기술 및 엔지니어링 사양을 통해 Boyd는 일관되게 견고하고 고품질의 히트 파이프를 개발했습니다. 보이드 히트 파이프는 가속 수명 테스트 및 기타 철저한 신뢰성 및 성능 테스트에서 고온 테스트를 활용하여 설계, 씰 및 용접 품질을 입증하는 열 실험실에서 테스트됩니다.

히트 파이프는 공간과 무게를 절약하기 위해 통합 솔루션에 활용됩니다.

신화 #2 : 히트 파이프는 무겁습니다.

진실 : 히트 파이프는 어셈블리에 추가하는 것보다 더 많은 무게를 제거 할 수 있습니다.

그들은 일반적으로 더 무거운 재료 인 구리로 만들어지기 때문에 일부 사람들은 히트 파이프를 통합하면 솔루션에 무게가 더해질 것이라고 믿습니다. 보이드 엔지니어들은 히트 파이프 활용 및 통합 전문가로서 전체 솔루션의 무게나 부피를 줄이기 위해 다른 냉각 기술과 함께 이를 활용하는 경우가 많습니다.

그들은 구리로 만들어져 있지만, 히트 파이프는 중공이며 다양한 방법으로 열 성능을 향상시키면서 솔루션의 무게를 줄일 수 있습니다. 히트 파이프는 종종 공기 흐름과 공간에 더 많이 접근 할 수있는 장치 또는 어셈블리의 더 시원하고 멀리 떨어진 열린 영역으로 열을 전달하는 데 사용되며 팬과 경량 핀 구조를 추가하여 냉각 솔루션의 전체 크기와 무게를 줄일 수 있습니다.

또 다른 일반적인 예는 전통적인 구리 스프레더 또는 더 큰 방열판을 내장형 히트 파이프를 갖춘 알루미늄 방열판 베이스로 교체하는 것입니다. 히트 파이프의 높은 열 확산 효율은 전체 방열판에 열을 고르고 빠르게 분산시켜 히트 싱크 효율을 높이고 방열판 크기와 필요한 재료의 양을 줄임으로써 솔루션의 전체 무게와 비용을 줄입니다.

신화 #3 : 히트 파이프는 끝에있는 증발기 및 응축기에서만 작동합니다.

진실 : 히트 파이프는 파이프의 전체 길이를 따라 작동하며 파이프를 따라 위치에 관계없이 더 따뜻한 영역에서 더 차가운 영역으로 열을 지속적으로 전달합니다.

히트 파이프는 종종 열 관리 어셈블리로 설계되어 한쪽 끝의 열원에서 다른 쪽 끝으로 열을 전달하여 안전하고 효율적으로 방출됩니다. 이러한 활용은 일반적이지만 히트 파이프를 사용하는 유일한 방법은 아닙니다.

히트 파이프 위킹 구조는 모든 방향으로 작업 할 수있게 해주 며 일반적으로 파이프 내부의 전체 길이를 실행합니다. 열은 본질적으로 뜨거운에서 추위로 이동하며 이는 히트 파이프에서도 마찬가지입니다. 파이프를 따라 열이 어디에 배치되더라도 열은 항상 열원에서 응축 지점쪽으로 이동하고 심지를 통해 다시 돌아갑니다. 이를 통해 설계 유연성과 히트 파이프 사용 옵션이 향상되어 보다 혁신적이고 비용 효율적인 열 관리가 가능합니다.

핀 스택에서 발산될 중앙 열원에서 열을 전달하는 히트 파이프
열 확산을 위한 내장형 히트 파이프

이러한 활용 중 하나는 열을 전달하기보다는 확산시키기 위해 히트 파이프를 내장하는 것입니다. 히트 파이프가 방열판의 바닥에 내장되면 열은 설정된 영역이 아닌 히트 파이프의 전체 길이를 따라 응축됩니다. 예를 들어 히트 파이프를 공랭식 방열판에 통합하여 고전력 성능을 확장하여 고출력 IGBT를 냉각할 때 액체 시스템의 필요성을 완화합니다.

신화 #4 : 히트 파이프는 열을 직선으로 퍼뜨립니다. 전체 기지를 따라 열을 퍼뜨리려면 증기 챔버가 필요합니다.

진실 : 히트 파이프는 증기 챔버와 비슷한 방식으로 구부러져 사용될 수 있지만 구조적으로 무결성이 뛰어납니다.

히트 파이프가 처음 도입되어 다른 기술과 통합되기 시작했을 때, 그들은 직선으로 내장되었습니다. 보다 균일한 열 확산을 위해 엔지니어들은 증기 챔버를 활용했습니다. 증기 챔버는 균일 한 열 확산에 효과적이지만 모든 응용 분야에 이상적이지는 않을 수있는 자체 설계 과제를 가지고 있습니다.

히트 파이프는 축을 따라 열만 이동하지만,이 축은 구부러지거나 여러 히트 파이프와 함께 사용되어 증기 챔버와 유사한 평면 확산 메커니즘으로 효과적으로 작동 할 수 있습니다. 히트 파이프는 비용이 적게 들고 구조적 무결성이 향상되며 증기 챔버의 기능과 성능을 모방하도록 설계 할 수 있습니다. 히트 파이프가 올바르게 내장되면 증기 챔버가 너무 섬세한 응용 분야에서 상당한 양의 실장력을 수용 할 수 있습니다.

여러 관통 구멍 주위로 퍼지는 균일한 열을 위한 내장형 히트 파이프
히트 파이프는 공간과 무게를 절약하기 위해 통합 솔루션에 활용됩니다.

Boyd 엔지니어들은 유연한 히트 파이프 개발을 포함하여 히트 파이프 굽힘 기술과 히트 파이프 기능을 완벽하게하기 위해 수십 년 동안 노력해 왔습니다. Boyd는 수십 년간의 경험적 테스트 데이터를 수집하여 구부러진 히트 파이프로 더 정확한 시뮬레이션을 실행할 수있는 독점 모델링 소프트웨어 인 SmartCFD를 개발할 수있었습니다.

신화 #5 : 히트 파이프가 작동하려면 매우 뜨거워야합니다.

진실: 제조 기술은 작은 온도 차이에서도 히트 파이프가 작동 할 수있게합니다.

히트 파이프는 증발 및 응축에 의존하기 때문에 히트 파이프 사용으로 이익을 얻으려면 상당한 온도 차이 또는 고온이 있어야한다는 일반적인 오해입니다. 그러나 히트 파이프는 밀봉하기 전에 진공으로 충전되기 때문에 유체는 포화 지점에서 액체와 증기로 존재합니다. 이것은 원칙적으로 낮은 압력으로 더 높은 고도에있을 때 더 낮은 온도에서 액체를 끓이는 것과 유사합니다. 분자가 액체에서 증기로 위상을 바꿀 수있을만큼 충분히 동력을 공급하는 데 훨씬 적은 열이 필요합니다. 따라서, 열원의 온도는 액체가 기상 변화로 야기하기 위해 표준 상온 끓는점에 도달할 필요가 없다. 사실, 히트 파이프의 "뜨거운"영역과 "차가운"영역 사이에는 몇 도의 차이 만 필요합니다. 이는 솔루션의 열 저항을 최소화하기 때문에 히트 파이프를 활용할 때의 주요 이점 중 하나입니다.

눈에 있는 구리 히트 파이프

신화 #6 : 히트 파이프는 동결 조건에서 사용할 수 없습니다.

진실 : 히트 파이프는 동결 환경과 같은 매우 거친 조건에서 작동하도록 개발 될 수 있습니다.

환경 조건에서 히트 파이프가 작동하는 방식은 재료와 디자인에 달려 있습니다. 구리 / 물이 가장 인기있는 조합이지만; 다른 재료는 특수 요구 사항에 따라 사용할 수 있습니다. 암모니아, 메탄올 및 아세톤과 같은 액체는 모두 호환 가능한 금속과 결합하여 -60 ° C 이하의 온도에서 작동 할 수있는 히트 파이프를 개발할 수 있습니다.

히트 파이프는 축을 따라 열만 이동하지만,이 축은 구부러지거나 여러 히트 파이프와 함께 사용되어 증기 챔버와 유사한 평면 확산 메커니즘으로 효과적으로 작동 할 수 있습니다. 히트 파이프는 비용이 적게 들고 구조적 무결성이 향상되며 증기 챔버의 기능과 성능을 모방하도록 설계 할 수 있습니다. 히트 파이프가 올바르게 내장되면 증기 챔버가 너무 섬세한 응용 분야에서 상당한 양의 실장력을 수용 할 수 있습니다.

구리와 물을 사용하더라도 환경 조건을 완화하기 위해 솔루션을 설계 할 수 있습니다. 적절한 열 기술 및 기술을 활용함으로써 통합 히트 파이프가 있는 열 솔루션은 통신, 방위 및 운송 분야의 응용 제품을 위한 콜드 스타트와 같은 장치 기능을 가능하게 할 수 있습니다. 올바른 설계 매개 변수를 통해 히트 파이프는 고장없이 반복되는 많은 수의 동결 / 해동 사이클을 견딜 수 있습니다.

신화 #7 : 히트 파이프는 비쌉니다.

진실: 히트 파이프를 추가하면 솔루션 비용을 절감할 수 있습니다.

구리의 연성은 히트 파이프를 경제적으로 제조하고, 안정적으로 밀봉하며, 특정 형상으로 쉽게 구부러지고 가압 할 수있게합니다. Boyd는 제조 공정 및 히트 파이프 설계 기술을 개선하여 매우 비용 효율적인 구리 / 물 고성능 히트 파이프를 생산합니다. 히트 파이프는 엔지니어가 핀 구리베이스가 필요한 응용 분야에서 알루미늄 및 임베디드 히트 파이프를 활용할 수 있도록함으로써 비용 절감을 가능하게합니다. 또한 팬이나 다른 구성 요소의 필요성을 제거하여 돈과 무게를 절약 할 수 있습니다.

Boyd는 히트 파이프 기술을 통합하여 상당한 설계 재작업이나 시스템 업그레이드 비용을 발생시키지 않고 성능을 향상시키는 새로운 솔루션과 개조를 만듭니다. 우리는 더 작고 가벼운 솔루션을 사용하여 응용 효율성을 높이고 전력 및 에너지 수요 및 비용을 줄입니다. 히트 파이프의 내구성과 신뢰성은 또한 지속적인 유지 보수 비용과 가동 중지 시간을 줄입니다.

히트 파이프의 현실 - 개요

히트 파이프 어셈블리는 수동 두 상 열 수송의 입증된 신뢰성과 다양한 다른 열 관리 기술을 결합하여 효과적이고 오래 지속되는 냉각 솔루션을 생성합니다. Boyd는 오십 년 이상 히트 파이프 솔루션을 혁신하고 제작했습니다. 우리의 경험을 통해 우리는 가장 까다로운 환경 조건에서 작동하는 효과적이고 오래 지속되는 냉각 솔루션을 설계하고 제조 할 수 있습니다.

연성 구리 벽과 심지는 구부러짐 또는 평탄화를 가능하게 하여 응용 제품의 열 및 기하학적 요구 사항을 충족합니다. 이는 전체 크기를 줄이거나, 표면 접촉을 늘리거나, 장착 하드웨어와 같은 배제 영역 주위로 히트 파이프를 라우팅하는 데 사용할 수 있습니다.

히트 파이프는 더 빠른 열 확산을 위해 다른 기술에 내장되거나 시스템 내에서 열원에서 안전하게 발산 할 수있는 곳으로 열을 운반하는 데 활용 될 수 있습니다.

스탬프가 찍힌 지퍼 핀 및 히트 파이프가있는 알루미늄 다이 캐스트 하우징

히트 파이프 변형

    대체 재료 및 유체
  • 극저온 옵션, 극한의 온도 변화, 고열 허용
  • 대체 재료 및 유체에 대한 자세한 내용은 Boyd의 두 단계 냉각 가이드를 참조하십시오.
    유연성
  • 벨로우즈를 사용하면 히트 파이프 성능을 저하시키지 않고 자주 접고 움직일 수 있습니다.
    초박형
  • 매우 낮은 프로파일 응용 프로그램을 허용하는 평평한 히트 파이프 근처.
    루프 히트 파이프
  • 최대 23미터의 장거리에서 열방향을 운반하고 제어합니다.

구리 - 물 히트 파이프에 대한 일반적인 매개 변수

길이 : 75mm - 500mm **
직경 : 3mm-9.5mm **
재질 : 고순도 구리
액체: 물**

일반적인 비작동 온도 범위: -55° ~ 180°C(물)

  • 소결 구리 분말
  • 축경 그루브
  • 와이어 메쉬 스크린


최대 열유속: >300 W/cm2

수명: 최대 20 년

** 더 큰 크기와 다양한 작동 유체는 응용 용도에 따라 사용할 수 있습니다.

히트 파이프의 현실 - 활용과 이점

수동태

히트 파이프 기술은 움직이는 부품이 없으며 열역학 및 모세관력의 법칙에 따라 작동하여 내부 마모없이 히트 파이프를 조용하고 효율적이며 매우 신뢰할 수 있도록합니다. 이를 통해 성능 저하 없이 제품 수명을 연장하고, 음향을 개선하며, 낮은 온도로 인한 보증 기간을 연장할 수 있습니다.

고효율

히트 파이프는 구리, 알루미늄 및 흑연과 같은 고체 열 전도성 물질의 전도도가 10X - 200X입니다. 그들은 유체와 증기가 더 많은 열을 이동하면서 더 균일 한 온도를 가능하게하면서 고체 용액보다 열을 더 빨리 전달합니다.

이러한 이유로 히트 파이프는 종종 베이스에서 핀 스택의 덜 활용되는 부분으로 열을 신속하게 전달하여 히트 싱크 핀 효율을 높이는 데 사용됩니다. 이를 통해 전체 방열판에서 핀 효율을 극대화하고 더 얇은 핀을 사용할 수 있습니다.

히트 파이프의 높은 효율과 효능은 더 낮고 더 조절된 터치 온도를 가능하게 합니다. 향상된 열 확산은 또한 사용자의 안전과 편안함을 향상시키고 장치가 지속적으로 작동하거나 평균 사용 시간보다 오래 지속되는 경우 과열 가능성을 줄입니다. 이를 통해 과열 또는 화재로 인한 장치 고장에 대한 사용자 불만을 완화 할 수 있습니다. 팬 사용을 줄이거 나 없애고 음향 및 진동 문제를 완화 할 수 있습니다.

비용 효율이 좋음

무게 감소, 재료 사용량 개선 및 성능 향상으로 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 더 나은 냉각을 통해 더 작은 솔루션과 BOM 절감 또는 더 많은 구성 요소와 추가 기능을 위한 더 많은 공간을 확보할 수 있습니다. Boyd에서 활용되는 것과 같은 고급 엔지니어링 및 DFM(제조 설계) 기술을 통해 비용 절감을 더욱 강화할 수 있습니다. 효과적인 열 모델링, 최적의 성능 테스트, 프로토타입에서 대량으로 확장 가능한 제조를 위해 특별히 설계함으로써 비용 절감을 더욱 개선하고 최종 고객에게 전달할 수 있습니다.

설계 유연성 향상

위킹 구조는 열 파이프가 응축기보다 높은 증발기를 사용하여 중력에 대항하고 대부분의 응용 분야에서 성능에 미치는 영향을 최소화하는 것을 포함하여 모든 방향으로 작동 할 수있게합니다. 이러한 기능을 통해 가로, 세로 및 반전을 포함한 다양한 방향으로 작동해야 하는 모바일, 휴대용 및 가전 제품에 이상적입니다.

여러 방향 외에도 히트 파이프는 고유하고 높은 공차 형상에 대해 향상된 설계 유연성을 제공합니다. 열 전달 및 흐름을 최적화하기 위해 구부러지고, 평평해지고, 배열될 수 있습니다. 대체 재료를 활용하면 사용자 정의 수준이 향상되어 더 나은 성능과 주요 시장 차별화를 제공합니다.

Boyd가 혁신을 계속함에 따라 당사의 기술은 설계 및 재료를 최대한 활용하여 응용 제품 성능을 더욱 향상시키고 크기와 무게를 최적화하도록 발전했습니다. 보이드 두 단계 혁신은 새로운 제조 공정과 고급 적층 제조 관행을 통합하여 비용 절감, 제조 용이성, 설계 유연성 및 전반적인 열 성능을 더욱 향상시킵니다.

주요 혁신은 다음과 같습니다.

  • 전례 없는 수준의 윅 커스터마이징에 도달하고 매우 구체적이거나 다양한 애플리케이션 및 사용자 요구 사항에 대한 성능 매칭.
  • 전통적인 방법이 쉽게 생산할 수없는 방식으로 독특하고 복잡한 형상을 가능하게하는 독점적 인 방법 또는 필요한 수준의 비용 효율성
  • 여러 형상과 특징을 단일 공정에 통합하여 제조 시간을 단축하는 고급 제조 기술. 이를 통해 노동력과 자재의 비용을 절감하고 리드 타임을 단축 할 수 있습니다.
  • 열 관리에 대한 고려 및 최적화는 새로운 기술을 마케팅하는 많은 고객에게 핵심 판매 포인트가되었습니다. 열은 최종 사용자 장치 혁신의 최종 장벽 중 하나입니다.

Boyd의 수십 년 동안 두 단계 냉각 혁신, 통합 및 대량 생산은 이러한 기술의 개발과 대부분의 주요 산업 분야에서 사용되는 데 필수적이었습니다. 냉각 솔루션을 개선하거나 개조할 준비가 되었거나 다음 세대를 위한 새로운 과제를 해결하고자 하는 경우 Boyd에 연락하여 통합 두 단계 솔루션, 사용자 정의 및 더 나은 최적화된 냉각을 위한 기타 가능성에 대해 자세히 알아보십시오.

질문이 있으십니까? 저희가 도와드리겠습니다!