Métodos de disipación de calor de la tecnología de disipación de calor.
La refrigeración activa se puede dividir en refrigeración por aire, refrigeración líquida, refrigeración por tubos de calor, refrigeración de semiconductores, refrigeración química, etc.
Refrigeración por aire
La refrigeración por aire es el método de disipación de calor más común y, en comparación, también es un método más económico. La refrigeración por aire utiliza esencialmente un ventilador para eliminar el calor absorbido por el radiador. Tiene las ventajas de un precio relativamente bajo y una fácil instalación. Sin embargo, tiene una gran dependencia del medio ambiente, por ejemplo, su rendimiento de disipación de calor se verá muy afectado cuando la temperatura aumenta y cuando se realiza overclocking.
Refrigeración líquida
La refrigeración líquida utiliza la circulación forzada de líquido impulsada por una bomba para eliminar el calor del radiador. En comparación con la refrigeración por aire, es silenciosa, estable en refrigeración y. Respetuoso con el medio ambiente Confíe en las ventajas de lo pequeño, etc. El precio de la refrigeración líquida es relativamente alto y la instalación es relativamente problemática. Al mismo tiempo, al realizar la instalación, intente seguir las instrucciones del manual de instrucciones para obtener el mejor efecto de disipación de calor.
Debido a consideraciones de costo y facilidad de uso, la refrigeración líquida generalmente utiliza agua como líquido de transferencia de calor, por lo que los radiadores de refrigeración líquida a menudo se denominan radiadores de refrigeración por agua.
Tubo de calor
El tubo de calor es un elemento de transferencia de calor que aprovecha al máximo el principio de conducción de calor y las propiedades de rápida transferencia de calor del medio refrigerante, a través de la evaporación y la evaporación. La condensación del líquido en el tubo de vacío completamente cerrado para transferir calor tiene una serie de ventajas, como una conductividad térmica extremadamente alta, buenas propiedades isotérmicas, el área de transferencia de calor en los lados frío y caliente se puede cambiar arbitrariamente y transferencia de calor a larga distancia. y control de temperatura, y está compuesto por tubos de calor. El dispositivo tiene las ventajas de una alta eficiencia de transferencia de calor, una estructura compacta y una baja pérdida de resistencia al fluido. Su conductividad térmica supera con creces la de cualquier metal conocido.
Tecnología de disipación de calor de la cámara de vapor con cámara de vacío
La tecnología de la cámara de vapor con cámara de vacío es similar a los tubos de calor en principio, pero es diferente en los métodos de conducción. El tubo de calor conduce calor lineal unidimensional, mientras que el calor en la cámara de vapor de la cámara de vacío se conduce sobre una superficie bidimensional, por lo que es más eficiente. Específicamente, después de absorber el calor del chip, el líquido en el fondo de la cavidad de vacío se evapora y se difunde en la cavidad de vacío, conduce el calor a las aletas de disipación de calor y luego se condensa en líquido y regresa al fondo. Este proceso de evaporación y condensación, similar al de un aire acondicionado de refrigerador, circula rápidamente en la cámara de vacío, logrando una eficiencia de disipación de calor muy alta. La cámara de vapor con cámara de vacío Sapphire Vapor-X es un producto disponible en el mercado, con dos tipos: basada en GPU y basada en CPU.
Inyección de refrigeración piezoeléctrica dual
General Electric Company de Estados Unidos anunció recientemente una innovadora tecnología de refrigeración, que es tan grande como una tarjeta de crédito y se puede utilizar en la próxima generación de ultra -tabletas y cuadernos finos de tamaño medio. Este tipo de radiador se llama DCJ (Dual Piezoelectric Cooling Jets), que puede entenderse como una caja de aire de microflujo que rocía aire a alta velocidad a dispositivos electrónicos. El aire turbulento emitido por DCJ es 10 veces mejor que el aire de convección convencional. tasa de intercambio de calor. En comparación con los equipos de refrigeración existentes, el grosor del radiador DCJ es de sólo 4 mm, lo que se reduce en un 50%, y el consumo de energía es sólo la mitad del de un radiador con ventilador. Además, su estructura simple también es más confiable que la de los radiadores tradicionales. rendimiento y mantenibilidad.
Radiador Sandia (intercambiador de calor con cojinete de aire)
Este "enfriador Sandia" (enfriador Sandia) también se llama "intercambiador de calor con cojinete de aire" (intercambiador de calor con cojinete de aire), la característica más importante es que hace que el disipador de calor estacionario gire a alta velocidad. El mayor cuello de botella en el intercambio de calor en los refrigeradores de CPU tradicionales es la capa límite de aire muerto adherida al disipador de calor. En los refrigeradores Sandia, el calor pasa a través de un espacio estrecho con un espesor de sólo 0,001 pulgadas (25 micrones) desde el disipador de calor estacionario. transferencia desde una base estacionaria a una estructura de disipador de calor giratoria. La capa límite de aire estacionario que rodea el disipador de calor tiene un poderoso efecto de bomba centrífuga, lo que hace que el espesor límite sea solo una décima parte del espesor en circunstancias normales, mejorando así significativamente la eficiencia de disipación de calor en un espacio más pequeño. Las aletas de intercambio de calor giratorias de alta velocidad básicamente no tienen el problema de "acumular suciedad" y no acumulan una pila de polvo que es difícil de eliminar con el tiempo como los radiadores tradicionales. Además, también se ha rediseñado la forma en que el radiador corta el aire, mejorando considerablemente la eficiencia aerodinámica y produciendo un ruido extremadamente bajo.
Refrigeración por semiconductores
La refrigeración por semiconductores utiliza un chip de refrigeración semiconductor especial para generar una diferencia de temperatura cuando se energiza. Siempre que el calor en el extremo de alta temperatura se pueda disipar de manera efectiva, la baja temperatura. Al final seguirá enfriándose. Se genera una diferencia de temperatura en cada partícula semiconductora. Un chip de enfriamiento se compone de docenas de dichas partículas conectadas en serie, formando así una diferencia de temperatura en las dos superficies del chip de enfriamiento. Utilizar este fenómeno de diferencia de temperatura y utilizar refrigeración por aire/enfriamiento por agua para enfriar el extremo de alta temperatura puede lograr excelentes efectos de disipación de calor.
La refrigeración por semiconductores tiene las ventajas de una baja temperatura de enfriamiento y una alta confiabilidad. La temperatura de la superficie fría puede alcanzar menos de 10 °C, pero el costo es demasiado alto y puede causar condensación en la CPU y provocar una falla. cortocircuito debido a una temperatura demasiado baja y el semiconductor La tecnología de la película de refrigeración también es inmadura y no lo suficientemente práctica.
Refrigeración química
La llamada refrigeración química consiste en utilizar algunos productos químicos de temperatura ultrabaja para absorber una gran cantidad de calor al fundirse para reducir la temperatura. En este sentido, es más habitual el uso de hielo seco y nitrógeno líquido. Por ejemplo, se puede usar hielo seco para reducir la temperatura por debajo de -20 grados Celsius, y algunos jugadores más "pervertidos" usan nitrógeno líquido para reducir la temperatura de la CPU por debajo de -100 grados Celsius (en teoría, debido a su). Alto precio y corta duración, este método se encuentra principalmente en laboratorios o entusiastas del overclocking extremo.
Mejorar la conductividad térmica del disipador de calor No importa qué método de disipación de calor se adopte, se debe resolver el problema de cómo transferir rápidamente el calor desde la fuente de calor, como la CPU, al cuerpo de disipación de calor de manera eficiente. Primero, por ejemplo, para la disipación de calor enfriada por aire, es necesario transferir el calor generado por la CPU al disipador de calor mediante conducción térmica, y luego el ventilador gira a alta velocidad para eliminar la mayor parte del calor mediante convección (incluido el forzado). convección y convección natural); lo mismo ocurre con la refrigeración líquida. En este proceso, el calor disipado directamente por la radiación es muy pequeño y el paso decisivo es mejorar la eficiencia de la conducción del calor y alejarlo de la fuente de calor.
Para mejorar la eficiencia de la conducción de calor, según la fórmula "Q=K×A×ΔT/ΔL", la capacidad de conducción de calor es directamente proporcional al coeficiente de conductividad térmica, el área de contacto y la diferencia de temperatura de el disipador de calor, e inversamente proporcional a la distancia de unión. Discutiremos esto uno por uno a continuación.
Material del radiador Nota: En esta sección estamos discutiendo la parte relacionada con la conductividad del radiador, es decir, la base del radiador en sentido general, no el radiador completo. Esto es especialmente fácil de confundir cuando se habla de refrigeración por aire, porque para la refrigeración por aire, la base y las aletas están en su mayoría integradas, pero las funciones e implementaciones técnicas realizadas por los dos son completamente diferentes: la base del disipador de calor está separada de la CPU. La función del contacto es absorber el calor y conducirlo a conductores con alta capacidad calorífica, es decir, aletas. Las aletas son el punto final del proceso de conducción. Intercambian calor con el aire a través de una enorme área de disipación de calor, y finalmente lo disipan. El calor en el aire. Son dos partes independientes. Por supuesto, cómo combinarlas adecuadamente es habilidad del fabricante.
La matriz de una CPU suele tener menos de 2 centímetros cuadrados, pero el consumo de energía alcanza decenas o cientos de vatios. Si el calor no se puede evacuar a tiempo, una vez que se acumula en la matriz, es grave. ocurrirán consecuencias.
Lo más importante para un radiador es que su base pueda absorber la mayor cantidad de calor posible liberado por la CPU en un corto periodo de tiempo, es decir, que tenga la capacidad de absorber el calor de forma instantánea. Sólo es posible con metales con alta conductividad térmica. Para los materiales metálicos térmicamente conductores, el calor específico y la conductividad térmica son dos parámetros importantes.