스민, 부엉이, 리민, 쿨링, 제냉-트랜스포머

TT, AVC, 은신, 티유닉 타워, 제로섬, 오버클러킹 3, 아석 ...

히트 파이프 공랭식, 현재 중급형 메인스트림 냉각 방식.

프로세서의 증가하는 열 수요를 충족시키기 위해 라디에이터의 발전도 나날이 변화하고 있다. 이전에는 주로 알루미늄, 알루미늄+구리, 순수 구리 방열판에 이르는 방열판 재질 개발을 기반으로 했습니다. 그러나 프로세서의 TDP 가 일정 높이에 도달하면 히트싱크의 제조 재료를 개선하여 히트싱크의 볼륨을 늘리는 것만으로는 열 효율을 높이기가 어렵습니다. 주요 라디에이터 업체들은 공랭식, 반도체 냉각, 열관, 수냉, 물+냉랭함, 극건조, 액체 질소 냉각에 이르기까지 열을 기술 변화의 방향으로 삼기 시작했다.

2003 년, 업계 인사들은' 공랭이 얼마나 지속될 수 있을까' 라는 의문을 제기했다. 압출 열면은 서로 다른 높이의 에너지체가 에너지를 전달하는 것을 실현하는데, 이는 당시 공랭의 일관적인 열 전도 방식이었고, 일반적인 공랭식 방식은 확실히 프로세서 TDP 의 발전을 따라잡을 수 없었다. 수냉식 라디에이터가 처음 등장했을 때, 냉각 능력이 좋기 때문에 사람들은 갑자기 신대륙을 발견한 것처럼 미래가 수냉식 세계가 될 것이라고 예언했다.

몇 년이 지났지만, 수냉은 여전히 소수의 게이머들이 사용하고 있을 뿐, 아직 주류에 오르지 못했다. 수냉은 냉각 성능면에서 여전히 우세하지만, 가격이 비싸고, 설치가 어렵고, 점유 공간이 크고, 안전이 낮다. 또한 물 (또는 다른 대체 액체) 은 변질되고 내부 재료는 산화된다.

수냉 자체의 단점을 제외하고, 그 몰락의 또 다른 원인은 열관의 출현이다. 히트 파이프가 PC 분야에 진입했을 때, 열전달 재료의 냉각 기술이 획기적인 발전을 이루었고, 사람들이 수냉식을 포기하게 되었기 때문에 수냉식 공간은 점차 작아지고 미래는 점차 시장에서 사라질 것입니다. 현재 열관 공랭이 주요 냉각 방식이다.

우리가 주목할 만한 것은 CPU 발열량의 상승 속도가 다소 둔화되었다는 것이다. 향후 3 년 동안 TDP 전력이 130W 를 초과하는 몬스터 급 메인스트림 CPU 는 더 이상 나타나지 않을 것으로 예상되며, 현재 히트 파이프 공랭식 기술은 CPU 의 열 수요를 충족시키기에 충분하다. 히트 파이프 용량이 증가하고 기술이 성숙함에 따라 히트 파이프 라디에이터의 가격이 더 낮아져 현재 하이 엔드 시장에서 로우 엔드 시장으로 진입하여 더 많은 사용자가 선택할 것으로 예상됩니다.

히트 파이프 기술 분석

열관 냉각은 상전이 시 열을 흡수/방출하는 성질을 이용하는 냉각 기술이다. 그것은 미국 로스알라모스 국립연구소의 G.M.Grover 가 1963 년에 발명하여 IBM 이 처음으로 노트북을 도입했다. 히트 파이프가 등장한 지 수십 년이 지났지만, 최근 몇 년 동안에만 PC 냉각 분야에 광범위하게 적용되기 시작했지만, 발전이 매우 빠르다. CPU 히트싱크, 비디오 카드/마더보드 히트싱크에서 섀시에 이르기까지 열 파이프의 모습을 볼 수 있습니다.

열 파이프는 열 전달 속도가 매우 빠르다는 장점이 있어 히트싱크에 설치하면 열 저항을 줄이고 열 효율을 높일 수 있습니다. 완전히 밀폐된 진공관에서 공질의 증기 액상변화를 통해 열을 전달하고, 열전도율이 매우 높으며, 순수 구리의 수백 배에 달하는' 열초전도체' 로 불린다. 기술적으로 잘 설계된 히트 파이프 CPU 히트싱크는 일반 무히트 파이프 공랭식 라디에이터로는 얻을 수 없는 강력한 성능을 제공합니다.

기술적인 관점에서 볼 때, 열 파이프의 핵심 역할은 열 전달 효율을 높이고 열을 일반적인 "열" 이 아닌 열원에서 빠르게 분리하는 것입니다. 여기에는 외부 환경과의 열 교환 과정이 포함됩니다. 히트 파이프의 작동 온도 범위는 매우 넓다. 열 파이프는 영하 200 도에서 1000 도까지 열을 전도하는 데 사용할 수 있습니다.

열관의 작동 원리는 매우 간단하다. 히트 파이프는 증발 가열 단자와 응축 단자의 두 부분으로 나뉩니다 (특히 가열 단자는 라디에이터 받침대와 접촉하는 부분). 가열된 끝이 열을 받기 시작하면 관벽 주위의 액체가 순식간에 증발하여 증기를 생성하는데, 이때 이 부분의 압력이 증가하고 증기 흐름이 압력의 견인하에 응결단으로 흐릅니다. 증기 흐름이 응축 끝에 도달하면 액체로 응축되어 대량의 열을 방출하고, 결국 모세작용력을 이용하여 증발 가열단으로 돌아가 순환을 완성한다.

일반적인 히트 파이프는 하우징, 흡입 코어 및 엔드 캡으로 구성됩니다. 파이프에서 뽑은 음압은 적당량의 작업유체를 충전하여, 파이프 내벽 근처의 모세다공성 재료를 액체로 가득 채운 후 밀봉한다. 파이프의 한쪽 끝은 증발 세그먼트 (난방 세그먼트) 이고 다른 쪽 끝은 응축 세그먼트 (냉각 세그먼트) 이며 필요한 경우 두 세그먼트 사이에 인슐레이션 세그먼트를 설정할 수 있습니다.

◆ 소결 열 파이프 및 슬롯 형 열 파이프

액체가 응결되는 과정은 모세원리를 채택하기 때문에 모세구조는 합격한 열관 제품의 핵심이다. 그것은 주로 세 가지 작용을 한다. 하나는 응축 끝의 액체가 증발단으로 되돌아갈 수 있는 통로를 제공하는 것이다. 둘째, 내벽과 액체/증기 사이의 열 전도를 위한 통로를 제공합니다. 셋째로, 그것은 액체와 기체가 모세압력을 생성하는 데 필요한 구멍을 제공한다. 모세구조는 실크 스크린, 홈, 분말 소결, 섬유 네 가지로 나눌 수 있다. PC 라디에이터의 대부분은 홈과 분말 소결 구조이며 분말 (소결 열 파이프) 은 80% 를 차지합니다. 트렌치 (슬롯 형 히트 파이프) 는 20% 를 차지합니다.

소결열관의 모세구조는 구리 가루가 고온에서 소결되어 만들어진 것이다. 우리의 가장 흔한 수성 매체 소결 열관의 제조 공정은 대략 다음과 같다. 순도가 99.5% 인 구리 가루를 고르고, 구리 분말 단량체 입도는 75 ~ 150 미크론으로 조절된다. 도구로 외경이 5mm 인 구리 튜브 내부를 깨끗이 씻고, 거스러미를 제거한 다음 구리 튜브를 묽은 황산에 넣어 초음파 세척을 한다. 청소 후에 우리는 내외벽이 매끄럽고 산화물이 없는 금관을 얻을 것이다. 이 시점에서 가는 강철 막대를 구리 튜브에 삽입하고 (구리 분말이 골고루 채워지도록 강철 막대를 구리 튜브의 중심에 정확하게 고정해야 함) 구리 조각으로 구리 튜브의 하단을 일시적으로 닫습니다. 그런 다음 구리 분말을 구리 튜브에 부어 넣을 수 있습니다. 충전 후 소결로를 받아 소결할 수 있다. 소결 과정에서 온도 조절도 중요하다. 소결 후 보조 도구로 황동을 조이고 공구로 철근을 뽑다.

상술한 공예에 따라 엄격하게 제조된 소결열관의 경우 각 부분의 모세침투율은 대략 같아야 하며, 동분 소결체의 분포 두께는 대략 균일해야 한다. 우리가 열관을 뜯어서 자세히 관찰하면 열관의 소결 공정이 테스트를 통과했는지 알 수 있다.

홈통 열관은 열관의 일종의 모세구조로, 제조가 비교적 간단하다. 전체 성형 공정을 이용하여 제조하는데, 비용은 일반 소결 열관의 2/3 이다. 슬롯 형 히트 파이프 생산은 편리하지만 단점은 분명합니다. 홈 열 파이프는 홈의 깊이와 폭에 대한 요구가 높고 방향성이 강하다. 열 파이프에 큰 굽힘이 있을 때 그루브 방향의 특성이 치명적인 결함이 되어 열전도율이 크게 떨어집니다.

현재 시장에는 일부 그래픽 라디에이터를 포함한 저렴한 히트 파이프 라디에이터가 있습니다. 히트 파이프를 사용 하지만, 기본적으로 노치, 성능은 하이 엔드 히트 파이프만큼 좋지 않다, 그래서 우리는이 제품의 열 성능에 대 한 큰 희망을 가질 수 없습니다.

◆ 히트 파이프 굽힘

열 파이프는 직통 상태에서 열 전달 효율이 가장 좋다. 하지만 사실, 히트 파이프는 종종 구부러져 있습니다. 굽힘 후 열 전달 성능은 프로세스 품질과 밀접한 관련이 있는 다양한 정도로 떨어질 수 있습니다. 히트 파이프의 굽힘은 반드시 주의해야 한다. 굽은 부분에서 가능한 지름을 그대로 유지하거나 변화가 적다는 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 구부림, 구부림, 구부림, 구부림, 구부림) 원래의 원통형 외벽이 평평해지면 열 전도성이 크게 낮아집니다. 과도한 변형으로 인해 열 파이프 내부의 모세 구조가 부분적으로 중단될 수 있기 때문입니다.

슬롯 형 히트 파이프는 이와 관련하여 매우 민감합니다. 슬롯 파이프가 90 도 구부러지면 열전도도가 크게 떨어지며 원래 성능의 1/2 에도 도달합니다. 일부 슬롯 라디에이터는 심지어 180 도 구부리기도 합니다. 소결 열관은 구부릴 때 감도가 훨씬 작다. 구부리기 후 성능이 부분적으로 저하될 수 있지만 뚜렷하지는 않습니다. 일반적으로 하이 엔드 히트 파이프 라디에이터는 소결 튜브를 볼 수 있습니다.

가격이 매우 낮고 (쌍열관 이상) 구부리기 각도가 작으면 (최대 90 도) 대부분 슬롯형 파이프를 사용한다. 소결관은 여러 번 구부러지는 데 사용됩니다 (물론 절대적이지는 않지만 기본적으로).

◆ 히트 파이프 직경

히트 파이프 길이는 모두 150mm 으로 계산되며 관련 당국에 의해 지름이 3mm 인 히트 파이프 열 저항은 0.33 (테스트된 물체의 온도 변화 범위는 60 ~ 90 도) 입니다. 지름이 5mm 이면 열 저항이 즉시 0. 1 1 으로 감소하여 대부분의 경우의 열 요구 사항을 충족합니다. 히트 파이프의 직경이 8mm 로 확장되면 열 저항이 0.0625 에 도달합니다. 이는 대부분의 금속 라디에이터가 도달 할 수없는 것입니다.

파이프 직경이 다른 히트 파이프의 최대 열전도도의 차이점은 무엇입니까? 대만성 모 연구소는 참고값 세트를 제시했다. 직경 3mm 의 정품 열관은 2.8 개의 표준 열 전달 주기 동안 15W (15J /s) 만 전달할 수 있습니다. 직경 5mm 의 히트 파이프는 1.8 개의 열 전달 사이클에서 최대 열 전달 45W 로 3mm 히트 파이프의 3 배입니다! 8mm 히트 파이프 제품은 0.6 주기 동안 최대 80W 의 열을 전달할 수 있습니다. 이렇게 높은 열 전달은 좋은 열 설계와 팬 조화가 없으면 열이 제대로 냉각되지 않을 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 열 전달, 열 전달, 열 전달, 열 전달, 열 전달, 열 전달, 열 전달)

분명히, 열 파이프의 지름은 열 전달에 뚜렷한 영향을 주며, 열 파이프가 클수록 효과가 좋습니다. 현재 중급형 히트 파이프 라디에이터는 6mm 히트 파이프를 많이 사용하고 일부는 8mm 제품을 사용하고 있습니다.

◆ 히트 파이프와 핀의 조합

열관은 열 전도성이 뛰어나 프로세서의 열을 빠르게 옮길 수 있지만, 열 파이프의 열 면적이 작기 때문에 열을 공기로 옮길 수 없으므로 더 많은 열 지느러미를 사용해야 한다. (윌리엄 셰익스피어, 열, 열, 열, 열, 열, 열, 열, 열, 열) 따라서 히트 파이프와 핀을 완벽하게 결합하는 방법은 매우 중요합니다. 현재는 주로 용접과 지느러미를 입는 두 가지 방법이 있다.

히트 파이프와 핀 사이의 가장 일반적인 연결 공정은 용접이며, 용접 인터페이스는 열 저항이 낮지 만 비용이 많이 듭니다. 예를 들어, 알루미늄 핀이 구리 열 파이프에 용접되면 알루미늄 핀과 용접하기 전에 열 파이프 표면에 니켈 도금이 필요합니다. 열 파이프를 용접하는 과정에는 열 파이프 위에 용접 구멍이 있다는 명백한 특징이 있습니다. 용접 중 기포와 불균형은 열 효율 손실을 초래할 수 있습니다.

지느러미를 통과하는 것은 히트 파이프가 기계적인 수단을 통해 직접 핀을 통과하도록 하는 것이다. 이런 공예는 원가가 낮고, 공정은 간단하지만, 공예 자체에 대한 기술적 요구는 매우 높다. 그렇지 않으면 열 파이프가 핀과 접촉하지 않게 되어 인터페이스의 열 저항이 높아지기 쉽다. 히트 파이프와 핀의 단면 열 저항은 용접과 거의 동일하지만 비용은 크게 감소 할 수 있습니다. 실제로 핀 천공 공정은 AVC 의 특허 기술이므로 AVC 라디에이터는 열 성능이 강할 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 가격을 유지합니다. 폭스콘 스탬핑 리벳 팅 기술은 핀 관통과 유사합니다.

용접과 핀 침투는 성능면에서 거의 다르지 않습니다. 그러나 비용면에서 각 히트 파이프를 용접하는 것은 핀을 통과하는 것보다 1 달러 정도 높기 때문에 용접 공정을 사용하는 히트 파이프 라디에이터의 가격은 일반적으로 높습니다.

현재 하이 엔드 공랭식 라디에이터의 특징

고급형 공랭식 히트싱크는 현재의 메인스트림 CPU 냉각 요구 사항을 충족하기에 충분합니다. 가장 두드러진 특징은 열관의 종합 응용이며, 다중 열관 모드 (4 개 이상) 이다. 소결열관은 히트 파이프에서 널리 사용되고 지름이 6 mm 가 넘으며, 히트 파이프 기술의 완성도 외에도 몇 가지 다른 특징이 있습니다.

◆ 옆으로 불다

방열판 팬 설치 방법과 같은 일부 이벤트는 조용히 변화하고 있습니다. 기존의 히트싱크 설치 방법은 팬이 맨 위에 있고 공기 흐름이 아래로, 즉 CPU 에 수직입니다. 공기 흐름 방향이 CPU 와 평행이 되도록 대부분 공기 흐름 설계를 개선하고 있습니다.

측면 블로잉의 첫 번째 장점은 공기 흐름이 방열판을 평행하게 통과하기 때문에 공기 흐름 단면의 4 면 공기 흐름이 가장 빠르며 CPU 의 핫스팟이 한쪽에 있기 때문입니다. CPU 냉각 베이스에서 흡수된 열을 적시에 제거할 수 있습니다. 또 다른 장점은 반등 풍압이 없다는 것입니다 (일반적으로 아래로 불면 일부 기류가 방열판 하단으로 튀어나와 라디에이터 내 공기 흐름의 방향에 영향을 주어 열 전달 효율이 상실됨). 열교환효율은 하풍보다 높다.

물론, 옆바람에도 단점이 있다. 바로 열원, 즉 밑면을 직접 불어서는 안 된다는 것이다. 따라서 측면 유입 바람의 관건은 가능한 한 빨리 바닥의 열을 공기 덕트로 가져오는 방법이다. 이렇게 하면 열 파이프가 작동하는 무대를 제공합니다. 열 파이프와 밀집된 방열판 구성으로 바닥의 열이 가능한 한 빨리 방열판으로 전달됩니다.