Heat Pipes - Montage Kaltwand
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Was ist eine Heatpipe und wie funktioniert sie?
Ein Wärmerohr ist ein zylinderförmiges Gerät, das Wärme durch Verdampfung und Kondensation eines flüssigen Mediums von einem Ort zum anderen überträgt.
Ein Wärmerohr besteht aus drei Komponenten: seiner abgedichteten Außenwand, der sogenannten „Hülle“, einem „Docht“, der kondensiert und dem Dampf einen Weg bietet, und einer kleinen Menge Arbeitsflüssigkeit.
Die Flüssigkeit wird unter Vakuum verarbeitet, was einen Zweiphasenbetrieb über einen weiten Temperaturbereich ermöglicht. Während des Betriebs bringt die zugeführte Wärme die Flüssigkeit zum Kochen und drückt den Flüssigkeitsdampf in den kühleren Bereich des Wärmerohrs. Dieser kühlere Bereich wird als „Kondensator“ bezeichnet und ist üblicherweise mit einem Kühlkörper verbunden.
Die Flüssigkeit gibt ihre Wärme ab, kondensiert wieder zu Flüssigkeit und wird erneut von der „Dochtstruktur“ absorbiert – einer gerillten Struktur, die die Flüssigkeit mithilfe von Kapillaren zurück zum Verdampfer pumpt.
Der Fluss durch das Rohr ist kontinuierlich – hier wirken weder Motoren noch Pumpen … reine Physik!
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Was beeinflusst die Leistung einer Heatpipe?
- Rohrlänge und -durchmesser: Durchmesser und Länge des Wärmerohrs beeinflussen die Geschwindigkeit, mit der sich der Dampf zwischen Verdampfer und Kondensator bewegt.
- Anwendung: Einsatzgebiet – Nicht jedes Wärmerohrmaterial ist für jede Anwendung geeignet. Wenn beispielsweise flüssiger Stickstoff als Arbeitsmedium verwendet wird, eignet sich Edelstahl als Rohrgefäßmaterial, Kupfer und Nickel hingegen nicht.
- Die Dochtstruktur des Wärmerohrs: In Wärmerohren kommen vier Dochtstrukturen zum Einsatz: Rillen-, Drahtgeflecht-, Sinterpulvermetall- und Faserstrukturen. Die Funktionsweise der Strukturen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. dem Rohrmaterial und davon, ob der Docht mit oder gegen die Schwerkraft arbeitet.
Eigenschaften von Heatpipes
- Einsatz in einem weiten Temperaturbereich: –150 °C bis +1.000 °C (20 °C bis 250 °C in Wasser)
- Frost- und Taubeständigkeit
- Arbeiten gegen die Schwerkraft
Vorteile der praktischen Anwendung von Heatpipes
- K(eff)-Wert: 10.000 bis 200.000 W/m-K
- Kontinuierlicher passiver Betrieb
- Isothermische Eigenschaften
- Leiser und diskreter Betrieb
Wärmestromkapazität
Heatpipes erreichen einen Wärmestrom von bis zu 50–75 W/cm², mit kundenspezifischen Dochten sogar bis zu 500 W/cm².
Gängige Anwendungen
Beleuchtungsanwendungen: Heatpipes werden in gängigen Beleuchtungssystemen eingesetzt, um die erzeugte Wärme vom Gerät an einen Kühlkörper zu übertragen.
Automobilanwendungen: Im Automobilbereich bieten Heatpipes vielfältige praktische Einsatzmöglichkeiten, darunter zur Regelung der Katalysatortemperatur, zur Erwärmung des Katalysatorbetts, zur Beheizung der Heckscheibenheizung und des Fahrgastraums sowie zur Motor-, Öl- und Druckgusskühlung.
Kühlkörperanwendungen: Heatpipes werden in Desktop-PCs und Laptops eingesetzt, um die Betriebstemperatur des Geräts zu senken und so die Leistung zu verbessern. Sie eignen sich ideal für die CPU-Kühlung, um die entstehende Wärme von Computerprozessoren abzuleiten, insbesondere bei neu entwickelten Prozessoren, die deren höhere Leistung und schnelleren Betrieb ermöglichen.
Kartenführungsanwendungen: An einer Wärmeplatte angebrachte Heatpipes sorgen für höchste Wärmeübertragung in den heißesten Bereichen und leiten die Wärme an einen Kühlkörper im Boden des Kartenträgers weiter. Dadurch werden Hotspots in der Kartenführung eliminiert und der Gesamttemperaturgradient deutlich reduziert.
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Alle Wärmerohre werden in unserem Haus nach den individuellen Spezifikationen des Kunden gefertigt.
Beste Passform und Funktion, jedes Mal!
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Vorteile (1)
Hohe thermische Leistung - besser als bei luftgekühlten Standardprodukten
Konvektionssieden mit sofortiger Kühlwirkung
Einfache Wartung im Vergleich zu Flüssigkeitskühlsystemen, da Wärmerohre selbsttragende Geräte sind und keine externen Wasserpumpen oder Schläuche benötigen -
Vorteile (2)
Gleichmäßige Temperaturverteilung unter den Komponenten
Einsatz im Transportwesen, im Militär und bei allen Anwendungen, die eine robuste Kühllösung erfordern -
Anmeldung
Wechselrichter
Transport
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