I termosiphon sono sistemi di gestione termica passivi bifase che non richiedono pompe meccaniche o altre componenti mobili all'interno del circuito del fluido. Poiché utilizzano la gravità per trasferire il fluido condensato nell'evaporatore, i termosiphon non richiedono alimentazione aggiuntiva per il funzionamento, il che li rende più affidabili dei circuiti a liquido per il raffreddamento attivo in applicazioni fisse. Con un progetto ottimizzato, i termosiphon sono in grado di ridurre il peso e il volume del sistema di raffreddamento, migliorando le prestazioni complessive del sistema.
I termosiphon funzionano secondo gli stessi principi delle heat pipe; l'energia viene assorbita nel sistema dove il liquido si trasforma in vapore, il calore viene spostato fuori dal sistema attraverso la differenza di pressione tra le aree calde e fredde mentre il vapore ritorna allo stato liquido tramite condensazione. Le lievi cadute di temperatura complessive consentono il raffreddamento isotermico su ampie superfici o su più dispositivi. Sfruttando i bassi differenziali di temperatura, i termosiphon trasportano il calore in modo efficiente e affidabile in un'ampia varietà di configurazioni in tutta la soluzione termica.
I termosiphon offrono un raffreddamento bifase più economico rispetto alle heat pipe o alle camere di vapore. Grazie all'utilizzo dei termosiphon, Eaton consente di risparmiare sui costi e sul peso eliminando l'uso di una struttura wick. I termosiphon utilizzano una tecnologia passiva, in modo che i clienti possano ottenere un elevato trasporto di calore senza l’implementazione di costose pompe con durata limitata. I termosiphon garantiscono basse cadute di temperatura complessive, il che consente il raffreddamento isotermico su grandi superfici o su più dispositivi.
Un’esperienza decennale nel raffreddamento bifase Abbiamo sviluppato quattro tipi di termosiphon in modo da poter offrire ai nostri clienti la soluzione più adatta alla tua applicazione. Per risparmaire ulteriormente sui costi, Eaton offre una progettazione avanzata e processi di produzione semplificati con brasatura avanzata.
I termosiphon che dissipano il calore direttamente da una fonte di calore diretta sono denominati termosiphon ad anello a contatto diretto 3D. I termosiphon raccolgono grandi quantità di calore nell'unità di evaporazione, da dove il vapore trasferisce il calore verticalmente nell’area del condensatore. L’area del condensatore può essere configurata per un flusso d'aria verticale (come mostrato nel diagramma sopra) o per un'unità di scambiatore di calore liquido-aria a configurazione orizzontale.
I termosiophon ad anello a contatto diretto trasportano il calore da una sorgente all'ambiente esterno, incanalando il calore all’interno di un fitto pacco alettato per la dissipazione del calore nell’ambiente. Il fluido di lavoro dei termosiphon circola attraverso dei tubi con angoli ottimizzati collegati al condensatore/scambiatore di calore liquido-aria del gruppo. I termosiphon ad anello a contatto diretto trasferiscono una quantità maggiore di calore coprendo distanze maggiori e utilizzando un numero minore di condotti rispetto a gruppi di heat pipe, riducendo la complessità e i costi del sistema. Questa configurazione del termosiphon è comune nelle applicazioni aziendali per il raffreddamento di componenti ad alte prestazioni come CPU e GPU in un'area remota con più volume per il raffreddamento.
I termosiphon ad anello aria-aria sfruttano l'elevata capacità di trasporto del calore nei sistemi bifase per raccogliere il calore da un flusso d'aria calda sull’evaporatore, dissipando il calore in un flusso d'aria più freddo attraverso il condensatore. I termosiphon ad anello aria-aria possono rimuovere significativamente una quantità maggiore di calore in volumi minori rispetto agli scambiatori di calore a conduzione o con heat pipe. Utilizzando un processo di raffreddamento passivo bifase, i termosiphon ad anello aria-aria offrono una maggiore affidabilità riducendo i costi di manutenzione associati a uno scambiatore di calore liquido-aria con pompa attiva.
I dissipatori di calore che utilizzano alette 2D per termosiphon riducono il peso e migliorano le prestazioni rispetto a dissipatori di calore pressofusi, incollati o estrusi. I progettisti sono in grado di migliorare l'efficienza delle alette per i dissipatori di calore utilizzando alette 2 D con un’altezza maggiore (>80 mm) in direzione del flusso d’aria.
Le alette 2D per termosiphon possono essere incorporate in un dissipatore di calore incollato o in un involucro termicamente integrato. Sebbene non offrano la stessa flessibilità di progettazione delle alette per camera di vapore, le alette 2D per termosiphon possono offrire prestazioni migliorate in sistemi compatti.
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