증기실 냉각은 뜨거운 제품에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다.

증기실 냉각 기술을 구현하면 중요한 열 관리 문제가 있는 임베디드 시스템으로 사용됩니다.

기술이 내장된 제품을 개발하는 엔지니어는 적절한 온도 관리를 달성하는 방법을 지속적으로 탐구해야 합니다. 오늘날의 제품이 점점 더 작아지고 기능이 향상됨에 따라 이러한 특성으로 인해 기기를 냉각 상태로 유지하는 데 도움이 되는 내부 기능이 없는 경우 기기 과열 가능성이 높아집니다.

증기실 냉각은 점점 더 많은 관심을 받고 있는 가능성 중 하나입니다. 증기 챔버는 좁은 공간 전체에 열을 고르게 전달하는 데 도움이 되는 평평한 구조를 가지고 있습니다. 또한, 충분히 뜨거워지면 기체로 증발하는 유체를 포함합니다. 챔버에는 외부 대기압으로 인해 구조가 무너지는 것을 방지하고 유체를 올바른 위치로 안내하는 작은 기둥도 있습니다.

증기 챔버와 기존 히트 파이프 간의 열역학적 차이점 중 하나는 증기 챔버가 1차원이 아닌 2차원으로 열을 전달한다는 것입니다. 엔지니어는 일반적으로 열원에서 방열판의 핀으로 열을 퍼뜨리는 데 사용합니다.

또한 효과적인 열전도율은 열역학적 특성 및 증기 공간의 두께와 관련이 있습니다. 증기 공간이 두꺼워질수록 흐름 압력 강하가 덜 두드러져 유효 열전도율이 높아집니다.

많은 데스크탑 컴퓨터에는 증기 챔버 상단에 용접된 히트 파이프가 있어 효율적인 열 전달을 더욱 돕습니다. 그러나 일부 설계는 열 파이프를 증기 챔버에 배치하여 전체 프로세스를 간소화합니다. 일부 증기 챔버는 1인치 x 1인치만큼 작기 때문에 작은 패키지 크기를 요구하는 프로젝트에 적합합니다. 또한 표준 두께는 3-9mm로 기존 베이스에 쉽게 삽입할 수 있습니다.

장점 비교

전달 효율성은 다른 방법보다 증기 챔버 냉각을 선택하는 주요 이점 중 하나입니다. 약 4제곱센티미터 영역 내에서 최대 2,000와트의 열을 발산할 수 있습니다. 엔지니어는 또한 핫스팟을 줄이거나 소형 패키지의 높은 전력 밀도를 처리하는 데 도움이 되도록 선택합니다.

또한 증기 챔버는 중앙 처리 장치(CPU)와 같은 열을 생성하는 구성 요소와의 직접적인 접촉을 허용합니다.

그러나 단점도 존재합니다. 우선 증기 챔버 냉각이 히트 파이프 방식보다 더 비쌀 수 있습니다. 대량 소비재에 사용하는 경우 전체 제조 비용이 어마어마할 수 있습니다. 그러나 증기 챔버 냉각 기술을 구현하면 중요한 열 관리 문제가 있는 내장형 시스템과 같은 특정 응용 분야에서 효과를 볼 수 있습니다. 성능 요구 사항과 비용 고려 사항을 비교하면 엔지니어가 추가 비용이 특정 프로젝트에 가치가 있는지 판단하는 데 도움이 됩니다.

전통적인 2피스 증기 챔버 설계에는 2개의 스탬프된 구리판이 포함됩니다. 이 유형은 현재 단일 부품 디자인이 있지만 대부분의 히트 파이프보다 비용이 많이 듭니다. 이에 대한 수요가 증가함에 따라 비용은 일부 기존 히트 파이프와 거의 같은 비용으로 떨어졌습니다.

제조 비용 및 가용성 관점에서 증기 챔버에는 몇 가지 단점이 있습니다. 대부분의 디자인은 맞춤형으로 비교적 적은 양으로 생산됩니다. 표준 설계가 없으면 프로젝트 유연성이 증가하지만 비용도 증가할 수 있습니다. 그러나 연구원들은 일부 증기 챔버 구성 요소에 적층 제조를 사용하여 조사했습니다. 그러면 가용성이 향상되고 비용이 절감될 수 있습니다.

스마트폰 냉각

스마트폰은 사람들이 점진적으로 최신 모델을 원하고 이러한 옵션이 출시될 때마다 더 많은 기능을 제공할 것으로 기대하는 제품 범주를 나타냅니다. 일부 회사 리더는 증기 챔버 냉각이 새 모델의 기능을 향상시킬 수 있기를 희망합니다.

Apple이 차기 모델의 냉각 방식을 테스트하고 있다고 합니다.

이 문제에 정통한 분석가는 브랜드가 5G 휴대폰의 더 까다로운 특성을 따라잡기 위해 이 제품이 필요할 것이라고 생각합니다. 그들은 이전의 안정성 테스트가 Apple의 기대에 미치지 못했지만 기술 브랜드가 미래 모델에 옵션을 통합하는 것을 목표로 할 수 있다고 믿습니다. 그렇다면 냉각 방식은 배터리 수명을 연장하면서 처리 능력을 향상시킬 수 있습니다.

마이크로소프트는 또한 최근 폴더블 폰의 경첩에 부착된 유연한 증기 챔버를 포함하는 시스템에 대한 특허를 취득했습니다. 특허 출원에 따르면 기술 브랜드는 접이식 듀얼 스크린 장치를 시원하게 유지하기 위해 이러한 접근 방식을 사용할 것입니다.

일부 스마트폰에는 이미 증기 챔버 냉각 기능이 포함되어 있습니다. 그 중 하나가 Sony Xperia Pro입니다.

장치의 기술 분해 결과 5G 안테나를 포함한 전화기 구성 요소에서 열을 방출하는 흑연 시트와의 인터페이스 역할을 하는 금속 조각이 있음이 확인되었습니다. 금속은 장치 자체만큼 크고 넓은 증기 챔버로 열을 보냅니다. 마지막으로 챔버는 장치의 화면을 통해 열을 전달합니다.

디자인 의미

엔지니어들은 또한 랩탑 디자인에 증기 냉각을 적용하는 데 관심이 있습니다. 특히 더 많은 소비자가 집약적인 게임을 위해 노트북을 사용하고 있습니다. 이러한 사용 사례에서 증기 챔버의 주요 이점은 더 얇은 디자인을 허용한다는 것입니다. 엔지니어가 냉각을 위해 히트 파이프를 선택할 때 컴퓨터 설계에는 열을 이동시키기 위해 3~4개의 히트 파이프가 있는 경우가 많습니다.

그러나 증기 챔버 냉각 설계를 선택하면 여러 개의 폐쇄 루프 히트 파이프를 제거할 수 있습니다. 그런 다음 단일 챔버가 여러 히트 파이프와 동일한 기능을 수행하므로 더 얇은 노트북 디자인이 가능합니다.

증기 챔버를 사용하면 하드웨어 설계자가 증기 챔버와 직접 접촉하도록 하여 낮은 수준의 열 부하를 주 방열판에 동기화할 수 있습니다. 이 옵션을 사용하면 스토리지 및 메모리 구성 요소에 설계에 사용되는 팬 또는 핀이 있는 방열판에 대한 직접적인 경로가 제공됩니다.

검증된 이점

랩톱 설계자는 지난 몇 년 동안 이러한 장치를 냉각하기 위해 증기 챔버를 선택했습니다. 최근 게임용 노트북 모델과 관련된 증거는 발생할 수 있는 온도 관련 변화를 보여줍니다.

예를 들어 Dell Alienware m15 R3에는 증기 챔버 냉각 기능이 있습니다. 모델을 광범위하게 검토하여 이전 R2 모델과 관련된 온도를 비교했습니다. 테스터들은 노트북의 터보 팬 기능을 사용하는 경우에도 R2 모델 온도가 CPU와 GPU 각각 99°C(C)와 70°C에서 안정화되었음을 확인했습니다. 그러나 R3에서는 CPU 및 GPU 온도가 각각 73°C 및 65°C에서 안정화되었습니다. 리뷰어들은 증기 챔버 냉각을 모델 간 변경의 가장 가능성 있는 이유라고 언급했습니다.

냉각 방법 결합

프로젝트를 위한 증기 챔버 냉각 방법을 탐구하는 데 관심이 있는 엔지니어는 이러한 솔루션이 대체가 아니라 다른 온도 제어 옵션을 지원할 수 있다는 점을 염두에 두어야 합니다.

예를 들어, 최근 출시된 Acer 게임용 노트북에는 유리 패널을 드러내는 슬라이딩 키보드가 있습니다. 이 디자인 기능을 통해 사용자는 컴퓨터를 분해하지 않고도 냉각 기술을 확인할 수 있습니다.

증기 챔버 외에도 냉각 기술에는 3개의 구리 히트 파이프, 팬 및 스크린 근처의 통풍구가 포함됩니다. 이 모델에는 Acer의 PowerGem 기술도 있는데, 이는 칩에서 열을 제거하는 열 페이스트 층 아래에 ​​CPU를 배치하는 일반적인 관행과는 다른 접근 방식을 취합니다. PowerGem은 Acer가 주장하는 구리보다 몇 배나 더 잘 작동하는 패드를 사용합니다.

더 시원한 스마트 조명

연구에서는 또한 증기 냉각이 LED 전구를 사용하는 사물 인터넷(IoT) 조명 시스템과 관련된 몇 가지 문제를 해결할 수 있다고 제안합니다. 이 문제를 조사한 팀은 IoT 기능의 통신, 제어, 감지 및 전력 측면에 필요한 추가 전자 장치가 제품에 이러한 연결 기능이 없는 경우에 비해 작동 중에 생성되는 총 열에 최대 70%를 추가할 수 있다고 밝혔습니다. .

또한 열이 70% 증가하면 전자 장치의 최대 온도가 약 25% 증가한다는 사실을 연구원들은 발견했습니다. 따라서 IoT 전구에서 발견되는 전반적으로 더 높은 온도로 인해 발생하는 핫스팟을 처리하는 것이 더욱 중요해집니다.

그러나 연구의 권장 사항 중 하나는 증기 챔버 기술을 기반으로 하는 방열판 기판을 개발하는 것이었습니다. 테스트 결과 이러한 옵션은 측면보다 인쇄 회로 기판의 전면에 배치할 때 비증기 챔버 솔루션보다 거의 25% 더 나은 열 성능을 제공하는 것으로 나타났습니다. 또한 조사에 따르면 증기 챔버 시스템을 사용하면 국부적 열 발생 및 제한된 열 전달 경로로 인한 LED 온도 상승을 해결할 수 있습니다.

이 예는 증기 챔버 냉각을 선택하는 것이 프로젝트 계획의 시작일 뿐임을 보여줍니다. 엔지니어는 또한 온도 상승 또는 관련 냉각 효과를 유발하는 다른 요인도 조사해야 합니다.