Dampfkammer-Kühlkörperanwendung
Eine Dampfkammer besteht aus versiegelten Kupferplatten und ist mit einer kleinen Menge Flüssigkeit (z. B. entionisiertem Wasser) gefüllt, wodurch die Wärme schnell von der Wärmequelle abgeleitet werden kann. Der Dampfkammer-Kühlkörper verfügt im Inneren über eine Stützstruktur, die ein Durchbiegen der Hohlraumwand verhindern kann. Die Dampfkammer wird offiziell als Wärmerohr bezeichnet und ist eine der besten Wärmeableitungsoptionen für das Kühlkörpersubstrat, das normalerweise in Hochleistungsgeräten verwendet wird. Die gleichmäßige Temperaturplatte wird im Allgemeinen mit den Rippen kombiniert, um eine effiziente Kühlung zu erreichen.
Die Dampfkammer besteht aus einem versiegelten Vakuumbehälter mit einer Mikrostruktur an der Innenwand und einer kleinen Menge Arbeitsflüssigkeit, die mit ihrem eigenen Gas im Gleichgewicht steht. Vakuumbehälter bestehen üblicherweise aus Kupfer und sind rundum versiegelt. Die Mikrostruktur der Innenwand kann aus vielen verschiedenen Stoffen bestehen. Die gebräuchlichste Methode besteht darin, Kupferpulver auf die Innenwand des Behälters aufzusintern. Viele Flüssigkeiten können als Arbeitsflüssigkeiten für den Dampfkammer-Kühlkörper verwendet werden. In den meisten CPU-, GPU- und LED-Kühlanwendungen wird jedoch aufgrund seiner hohen latenten Wärme, hohen Oberflächenspannung, hohen Wärmeleitfähigkeit sowie Kosten- und Umweltaspekten normalerweise Wasser als Arbeitsflüssigkeit gewählt.
Der niedrige Druck in der Kammer führt dazu, dass die Flüssigkeit bei einer Temperatur verdampft, die weit unter ihrer normalen Siedetemperatur liegt. Wenn dem Kühlkörper der Dampfkammer Wärme zugeführt wird, verdampft die Flüssigkeit in der Nähe dieser Stelle sofort und füllt die gesamte Kammer (angetrieben durch den Druckunterschied). Wenn Dampf mit einer kühleren Innenwandoberfläche in Kontakt kommt, kondensiert er und gibt Wärme ab, und die kondensierte Flüssigkeit kehrt durch die Kapillarwirkung der Mikrostruktur zur Wärmequelle zurück. Während sich die Verdampfungs- und Kondensationszyklen wiederholen, wird die Wärme von der Wärmequelle durch die gesamte Kammer transportiert, was zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Kammer führt.
Bei entsprechender Auslegung kann die Wärmeableitung der Dampfkammer im Vergleich zu Kupferheizkörpern um 10-30 % verbessert werden. In einigen Geräteanwendungen macht die Verwendung einer Temperaturausgleichsplatte die Installation eines Lüfters oben auf dem Kühler überflüssig und kann auch die Temperatur auf das gewünschte Niveau senken, wodurch die Zuverlässigkeit des Kühlsystems verbessert und Geräusche vermieden werden.
