Системы охлаждения с использованием тепловых труб.

Системы охлаждения с использованием 

 тепловых труб.

                Тепловые трубы, при всей своей новизне для компьютерного сектора, в других областях зарекомендовали себя уже давно и очень хорошо. Например, современные космические аппараты связи проектируются на основе специальных несущих панельных конструкций, в которых буквально каждый сантиметр пронизан тепловыми трубами. Кроме того, широкое применение тепловые трубы получили в энергетике, химической отрасли, а так же в различных приборах и системах электронной и медицинской техники.
                В чем же эффективность тепловых труб, и что такое тепловая труба? Тепловая труба - это герметическое теплопередающее устройство, которое работает по замкнутому испарительно-конденсационному циклу в тепловом контакте с внешними источником и стоком тепла (рис. 1). Тепловая энергия, которая воспринимается от источника, затрачивается на испарение теплоносителя, заключенного внутри корпуса тепловой трубы. Затем тепловая энергия переносится паром в виде скрытой теплоты испарения и далее, на определенном расстоянии от места испарения (в зависимости от тех или иных способов теплосъема), при конденсации пара выделяется в сток. Образовавшийся конденсат возвращается в зону испарения либо под действием капиллярных сил, которые обеспечиваются наличием специализированной капиллярной структуры внутри тепловой трубы, либо за счет действия массовых сил (эта конструкция обычно именуется термосифоном). Таким образом, в тепловой трубе используется молекулярный механизм переноса (более точно - процесс переноса кинетической и колебательной энергии хаотического движения частиц пара), вместо электронного механизма переноса тепла путем теплопроводности, что имеет место в сплошном металлическом теплопроводе. 

Рис. 1. Принцип построения тепловой трубы

                 В тепловых трубах конструкторов. в первую очередь, привлекает возможность передачи сотен ватт и даже киловатт, так как скрытая теплота испарения характеризуется очень солидными значениями (тысячи джоулей на грамм вещества). Если испарять массу жидкости порядка нескольких граммов в секунду, то с паром будет переноситься тепловой поток, оцениваемый в несколько киловатт (до десятка). Другая интересная особенность - это возможность концентрации тепловой энергии: системы тепловых труб могут работать в комплексе с большим количеством тепловых источников и гибко конфигурироваться под различные задачи. А в компьютерной области применение тепловых труб становится актуальным благодаря возможности развить большую площадь теплоотдающей поверхности далеко за пределами теплонагруженной области. 

                В зависимости от поставленной задачи, тепловые трубы могут иметь различные конфигурации и внешние оребрения. Пользователям ПК наиболее знакомы тепловые микротрубы, которые широко используются в известных "кулерах" китайских производителей. Такие устройства пусть и обладают весьма слабыми тепловыми характеристиками, работая при мощностях порядка 100 Вт практически на пределе, однако по габаритам полностью отвечают требованиям современной компьютерной техники. Эти микротрубы - классический вариант конструкций тепловых труб. 
                Контурные тепловые трубы (КТТ) - это герметичные теплопередающие устройства, обладающие сверхнизким термическим сопротивлением и работающие по замкнутому испарительно-конденсационному циклу с использованием "капиллярного механизма" для прокачки теплоносителя. КТТ способны передавать тепловые потоки от нескольких ватт до нескольких киловатт при различной ориентации в гравитационном поле и в невесомости без дополнительных источников энергии. К преимуществам КТТ следует отнести следующие их качества: 
- высокая теплопередающая способность и отсутствие механически подвижных частей; 
- низкая материалоемкость и надежность при эксплуатации; 
- отсутствие регламентного обслуживания; 
- хорошая адаптация к различным условиям размещения; 
- практически неограниченный рабочий ресурс; 
- широкие возможности для различных конструктивных воплощений; 
- низкая чувствительность к изменению положения в пространстве.

Рис. 2.  Плата GIGABYTE GA - EX58-D54

                В качестве простого экономичного примера использования новых технологий охлаждения можно привести материнскую плату от GIGABYTE GA-EX58-DS4 (рис. 2) на основе набора микросхем Intel Х58 для процессоров Intel Core i7 (Nehalem) под Socket 1366.