قطعات الکترونیکی، به ویژه پردازنده‌های مرکزی و پردازنده‌های گرافیکی کامپیوتر، به یک سیستم خنک‌کننده کارآمد برای جلوگیری از گرمای بیش از حد نیاز دارند. محفظه بخار یکی از این سیستم‌های خنک‌کننده است که در دهه‌ی اخیر کشش پیدا کرده است. در اینجا همه چیزهایی است که باید در مورد آن بدانید.
خنک کننده الکترونیک مدرن
خنک کننده Vapor Chamber نوعی فناوری پخش کننده حرارت است که از تبخیر و تراکم مایع برای خنک کردن یک قطعه الکترونیکی استفاده می کند. اتاق های بخار گاهی اوقات با هیت سینک ها برای کمک به فرآیند خنک سازی یکپارچه می شوند.
خنک‌کننده Vapor Chamber را بیشتر در لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های هوشمند با عملکرد بالا می‌بینید. اما در سرورها و محصولات LED نیز استفاده می شود. از آنجایی که می تواند مقادیر زیادی گرما را جذب و دفع کند، خنک کننده Vapor Chamber در کاربردهای شار حرارتی بالا بسیار مفید است.
مرتبط:خنک کننده آبی یا بادی CPU ؟
Vapor Chamber چگونه کار می کند؟
یک محفظه بخار اساسا یک محفظه فلزی مسطح با پوشش ساختار فیتیله ای است. با مقدار کمی مایع، معمولاً آب، پر شده و با خلاء مهر و موم شده است. فشار کم داخل محفظه بخار به سیال اجازه می دهد تا در دمای کمتر از نقطه جوش معمولی خود تبخیر شود.
بنابراین وقتی محفظه بخار توسط یک قطعه الکترونیکی مانند CPU کامپیوتر شما گرم می شود، مایع تبخیر می شود. سپس این بخار از طریق همرفت به گردش در می آید و آزادانه در داخل محفظه حرکت می کند. و هنگامی که سطح خنک تری پیدا می کند، متراکم شده و گرمای جذب شده را دفع می کند. سپس مایع تغلیظ شده از طریق مواد فیتیله حرکت می کند و به سمت گرمتر باز می گردد. و این روند تا زمانی که قطعه الکترونیکی داغ است ادامه می یابد.
اگرچه مس معمولاً در ساخت اتاق‌های بخار استفاده می‌شود، اما اتاق‌های بخار آلومینیوم، فولاد و تیتانیوم را نیز در بازار خواهید یافت. به طور مشابه، برخی از محفظه های بخار دارای مش سیم به عنوان ساختار فیتیله هستند، در حالی که برخی دیگر از فلز متخلخل استفاده می کنند. و در آخر، اگرچه آب رایج ترین مایعی است که در اتاقک بخار استفاده می شود، اما گاهی اوقات از متانول و آمونیاک نیز استفاده می شود.
اتاق بخار در مقابل لوله حرارتی سنتی
مانند یک محفظه بخار، لوله حرارتی نیز یک فناوری پخش کننده حرارت است که در الکترونیک مدرن استفاده می شود. با این حال، در حالی که هر دو محفظه بخار و لوله حرارتی اصول کار یکسانی دارند، تفاوت های زیادی با یکدیگر دارند.
یکی از تفاوت های اصلی این است که یک محفظه بخار گرما را در دو بعد منتقل می کند، در حالی که یک لوله حرارتی فقط گرما را در یک جهت حرکت می دهد. در نتیجه، محفظه‌های بخار در پخش یکنواخت گرما در سطح مؤثر هستند، در حالی که لوله‌های حرارتی برای انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر مناسب‌تر هستند.
سیستم‌های خنک‌کننده محفظه بخار نیز فضای کمتری را نسبت به لوله‌های حرارتی اشغال می‌کنند و آنها را برای مناطق تنگ و محدود مانند گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها ایده‌آل می‌کند. با این حال، در حالی که لوله های حرارتی فضای بیشتری را اشغال می کنند، نسبتا انعطاف پذیرتر هستند. از آنجایی که لوله‌های حرارتی قابل خم شدن هستند، برای موقعیت‌هایی مناسب‌تر هستند که گرما باید به کندانسور از راه دور منتقل شود.
علاوه بر این، شکل مسطح یک محفظه بخار به آن اجازه می دهد تا تماس بهتری با منبع گرما یا یک هیت سینک داشته باشد. از طرف دیگر، شکل استوانه ای لوله های حرارتی، اتصال مستقیم آنها را به منبع گرما سخت می کند. در نتیجه، اغلب آنها را در بلوک های فلزی قرار می دهند تا گرما را به آنها منتقل کنند. سازندگان دستگاه همچنین گاهی اوقات لوله های حرارتی را به شکل های بیضی مسطح می کنند تا تماس بهتری با منبع گرما داشته باشند، اما حتی در این صورت می توان به چندین لوله حرارتی برای پوشش یک سطح وسیع نیاز داشت.
در نهایت، لوله های حرارتی بسیار مقرون به صرفه هستند، در حالی که تولید محفظه های بخار گران است. به همین دلیل است که بیشتر اتاقک های بخار را در دستگاه های پیشرفته پیدا می کنید.
آیا باید به سراغ خنک کننده اتاق بخار بروید؟
به عنوان یک مصرف کننده، شما با خنک کننده محفظه بخار در دستگاه های مختلفی مانند خنک کننده های CPU رومیزی، پردازنده های گرافیکی، کنسول های بازی، گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها مواجه خواهید شد. در حالی که شما با سیستم خنک‌کننده‌ای که سازنده در گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها یا کنسول‌های بازی گنجانده است، گیر می‌دهید، خنک‌کننده محفظه بخار تضمین می‌کند که بازده حرارتی بهتری دریافت خواهید کرد و در نتیجه عملکرد کلی بهبود یافته است.
اما هنگامی که در حال ساختن یک رایانه شخصی هستید، این انتخاب را دارید که سیستم خنک کننده ای را انتخاب کنید که به بهترین وجه نیازهای شما را برآورده کند. و اینکه آیا باید به سراغ خنک‌کننده CPU یا GPU با اتاق بخار خنک‌کننده بروید یا نه، به بودجه و میزان استفاده شما بستگی دارد.
برای مثال، فرض کنید قصد دارید CPU خود را اورکلاک کنید، و TDP (قدرت طراحی حرارتی) بالایی دارد. در این صورت، خنک کننده CPU با خنک کننده محفظه بخار بدون شک گزینه خوبی است، به خصوص اگر نمی خواهید به خنک کننده مایع فعال بروید. این به شما کمک می کند تا بهترین عملکرد را از CPU خود داشته باشید و از فشار حرارتی جلوگیری کنید. اما اگر CPU شما TDP پایینی دارد و به اورکلاک نمی‌پردازید، خنک‌کننده اتاق بخار تفاوت زیادی ایجاد نمی‌کند. در مورد GPU هم همینطور.
علاوه بر این، محصولات با خنک کننده محفظه بخار به طور قابل توجهی بیشتر از محصولاتی هستند که فقط از لوله های حرارتی یا بلوک های فلزی جامد استفاده می کنند. بنابراین، نیازها و بودجه رایانه خود را در نظر بگیرید و سپس تصمیم بگیرید.
