Die Bedeutung von Heatpipe und Zipper-Flosse bei der Laptop-Kühlung
Im Thermomodul des Laptops sind die drei Schlüsselelemente Wärmerohr, Kühllüfter und Kühlrippe mit Reißverschluss. Darüber hinaus werden Elemente verwendet, um die Kontaktfläche und die Wärmeleitungseffizienz zwischen ihnen zu verbessern.
Die Oberfläche von Chips wie CPU, GPU, Videospeicher und Stromversorgungsmodul sind mit einer Schicht Kupferkühlkörper bedeckt. Als Medium zwischen Chip und Heatpipe hat es vor allem die Aufgabe, dem Chip die Wärme schnell „abzuziehen“, wodurch sich auch die Kontaktfläche vergrößert und die Wärmeableitungsfläche erweitert.
Gleichzeitig befindet sich zwischen Chip und Kühlkörper sowie zwischen Kühlkörper und Heatpipe eine Schicht Wärmeleitpaste als Füllmaterial. Für ein wirklich "stressiges" thermisches Design sollten die Oberflächen des Kühlkörpers und des Wärmerohrs ebenfalls fein poliert sein - die Oberfläche des Kupferkühlkörpers und des Wärmerohrs ist im Allgemeinen sehr rau, was den vollständigen Kontakt mit der Thermik beeinträchtigt Leitfähiges Silikonfett auf Mikroebene.
Die Heatpipe ist ein hohles Metallrohr aus reinem Kupfer. Der Teil, der mit dem CPU-/GPU-Chip in Kontakt kommt, ist das „Verdampfungsende“, und der Teil, der mit der Kühlrippe in Kontakt kommt, ist das „Kondensationsende“. Das Wärmerohr ist mit Kondensat (z. B. reinem Wasser) gefüllt. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass die hohe Temperatur auf der Chipoberfläche die Flüssigkeit am Verdampfungsende des Wärmerohrs in Dampf umwandelt und sich entlang des Rohrhohlraums zum Ende des Wärmerohrs (Kondensationsende) bewegt. Aufgrund der relativ niedrigen Temperatur in diesem Bereich wird der heiße Dampf bald zu Flüssigkeit reduziert und fließt durch Kapillarwirkung entlang der Innenwand des Wärmerohrs zurück in die ursprüngliche Position, wodurch die Wärmeübertragung Zyklus für Zyklus abgeschlossen wird.
Für das Design des Laptop-Thermomoduls gilt: Je gröber der Durchmesser und je größer die Anzahl der Heatpipes, desto höher die Wärmeleitungseffizienz. Um jedoch den heißen Dampf im Kondensationsabschnitt des Heatpipes in kürzester Zeit zu verflüssigen, werden auch an die Kühlrippen höhere Anforderungen gestellt.
Kühlrippen werden in der Elektrotechnik als „passive Kühlelemente“ bezeichnet. Sein Material ist hauptsächlich Aluminium und Kupfer. Sein Funktionsprinzip besteht darin, die vom Wärmerohr übertragene Wärme in Form von Konvektion abzuführen. Die Wärmeableitungseffizienz hängt von der Oberfläche ab.
Es ist zu beachten, dass die Kühlrippen nicht unabhängig voneinander bestehen können. Eine Gruppe von Kühlrippen muss einem Kühlgebläse und einem entsprechenden Kühlauslass entsprechen. Bei Laptops mit 15 W oder höherem TDP-Prozessor können die Kühlrippen die vom Chip abgegebene Wärme überhaupt nicht aufnehmen. Diese Wärme muss vom Lüfter durch die von außen eingeatmete Kaltluft abgeführt werden!
