Aplicação de dissipador de calor com câmara de vapor
Uma câmara de vapor é composta por placas de cobre seladas e preenchidas com uma pequena quantidade de fluido (como água deionizada), permitindo que o calor se dissipe rapidamente da fonte de calor. O dissipador de calor da câmara de vapor possui uma estrutura de suporte interna, que pode evitar que a parede da cavidade dobre. A câmara de vapor é formalmente chamada de tubo de calor e é uma das melhores opções de dissipação de calor para o substrato do dissipador de calor, geralmente utilizado em equipamentos de alta potência. A placa de temperatura uniforme é geralmente combinada com as aletas para obter um resfriamento eficiente.
A câmara de vapor é composta por um recipiente selado a vácuo com uma microestrutura na parede interna e uma pequena quantidade de fluido de trabalho que está em equilíbrio com seu próprio gás. Os recipientes a vácuo são geralmente feitos de cobre e selados na periferia. A microestrutura da parede interna pode ser feita de muitas substâncias diferentes. O método mais comum é sinterizar pó de cobre na parede interna do recipiente. Muitos fluidos podem ser usados como fluidos de trabalho para dissipadores de calor com câmara de vapor. No entanto, na maioria das aplicações de resfriamento de CPU, GPU e LED, a água é geralmente escolhida como fluido de trabalho devido ao seu alto calor latente, alta tensão superficial, alta condutividade térmica e considerações de custo e ambientais.
A baixa pressão dentro da câmara faz com que o fluido evapore a uma temperatura muito inferior à sua temperatura normal de ebulição. Quando o calor é aplicado ao dissipador de calor da câmara de vapor, o fluido próximo a esse local evapora imediatamente e preenche toda a câmara (impulsionado pela diferença de pressão). Quando o vapor entra em contato com uma superfície interna mais fria da parede, ele condensa e libera calor, e o fluido condensado retorna à fonte de calor através da ação capilar da microestrutura. À medida que os ciclos de vaporização e condensação se repetem, o calor da fonte de calor é movido por toda a câmara, resultando numa distribuição uniforme de temperatura na superfície da câmara.
Sob projeto apropriado, a dissipação de calor da câmara de vapor pode ser melhorada em 10-30% em comparação com radiadores de cobre. Em algumas aplicações do dispositivo, o uso de uma placa de equalização de temperatura elimina a necessidade de instalação de uma ventoinha na parte superior do radiador, podendo também diminuir a temperatura até o nível desejado, melhorando a confiabilidade do sistema de refrigeração e eliminando ruídos.
