Hmmm, wie funktioniert eine Heatpipe?

[Exxtreme]

Hi Mädelz,

das habe ich mich schon oft gefragt. Beispiel ist der Zalman GraKa-Kühler. Wie kann die Heatpipe die Hitze transportieren? Kupfer leitet die Wärme zwar ganz gut aber dieses Röhrchen(?) wäre normalerweise überfordert.

[Demirug]

http://www.alutronic.de/D/JPG/Heatpipe1.jpg

Das Prinzip ist Wärmetransport durch Konvektion. Bei einem "normalen" Kühlkörper muss die Temperatur durch das feste material Übertragen werden. Der Wärmeimpuls muss also von einen Atom zum nächsten übertragen werden. Bei einer Heatpipe nimmt ein Atom oder Molekühl des Transportmediums die Temperatur auf und wird dadurch Gasförmig in diesem Zustand bewegt sich nun das Medium an das andere Ende der Pipe. Dort kondensiert das Medium wieder und gibt dabei die Hitze wieder ab. Das nun wieder flüssige Medium läuft dann wieder zum anderen Ende der Pipe zurück um erneut aufgeheizt zu werden. Bei der Heatpipe muss das Medium also nur einmal angeregt werden und es gibt den Wärmeimpuls auch nur einmal ab. Bei einem Festkörper wandert der Wärmeimpuls von einen Atom zum nächsten und das dauert eben länger.

[StefanV]

Originally posted by Exxtreme
Hi Mädelz,

das habe ich mich schon oft gefragt. Beispiel ist der Zalman GraKa-Kühler. Wie kann die Heatpipe die Hitze transportieren? Kupfer leitet die Wärme zwar ganz gut aber dieses Röhrchen(?) wäre normalerweise überfordert.

Wie beim kühlschrank in etwa.

Die 'Heatpipe' ist nicht mehr als ein Kapillarrohr.

[GloomY]

Originally posted by Stefan Payne
Wie beim kühlschrank in etwa.
Die Funktion eines Kühlschranks beruht grundsätzlich da drauf, daß sich Gase beim Verdichten erwärmen und beim ausdehnen abkühlen.
Eine Heat-Pipe macht sich ein ganz anderes Verfahren zu Nutze: Beim Übergang einer Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand wird sehr viel Wärme aufgenommen ("Verdunstungskälte"). Dies hat überhaupt nichts mit Druck bzw. -Änderung zu tun. Das sind imo zwei vollkommen getrennte physikalische Phänomene.

[Desti]

Damit eine Heatpipe richtig funktionieren kann, muss es zwischen den warem Ende und dem kalten eine bestimmte Temperaturdifferen geben.
Das sieht man z.B. bei den CoolerMaster Heatpipe Kühlern, die Enden sind derart nahe beieinander, dass in Test mit durchgesägter Heatpipe kein Unterschied feststellbar ist.
Bei den Heatpipekühlern in Shuttles Barebones hingegen ist der Effekt klar vorhanden.

[mirp]

Witzig. Das habe ich mich heute auch gefragt. Dabei habe ich das hier gefunden:

http://www.coolcase4u.com/artikel/htm/index_hp_faq.htm

[Exxtreme]

Aaah, thanks für die Antworten. Das Teil macht sich also den Wechsel der Aggregatzustände zunutze. Ziemlich geschickt, IMHO. Leider funktioniert es nur in bestimmten Temperaturbereichen.

[StefanV]

Originally posted by GloomY

Die Funktion eines Kühlschranks beruht grundsätzlich da drauf, daß sich Gase beim Verdichten erwärmen und beim ausdehnen abkühlen.
Eine Heat-Pipe macht sich ein ganz anderes Verfahren zu Nutze: Beim Übergang einer Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand wird sehr viel Wärme aufgenommen ("Verdunstungskälte"). Dies hat überhaupt nichts mit Druck bzw. -Änderung zu tun. Das sind imo zwei vollkommen getrennte physikalische Phänomene.

Ja, stimmt schon, aber beim Kühlschrank wird sich auch der Wechsel zwischen den Aggregat Zuständen zunutze :)

[Endorphine]

Originally posted by Exxtreme
Aaah, thanks für die Antworten. Das Teil macht sich also den Wechsel der Aggregatzustände zunutze. Ziemlich geschickt, IMHO. Leider funktioniert es nur in bestimmten Temperaturbereichen. Jo, leider evaporiert die Suppe drinnen meist nur bei recht hohen Temperaturen. Dann sollte der Temperaturunterschied am anderen Ende ebenfalls noch sehr hoch sein, sonst tut sich relativ wenig bis gar nichts. Deshalb hat Zalman wohl auch bei den Grafikkarten-Heatpipe Passivkühlern nen dickes Kupferdrahtgeflecht in das Röhrli reingelegt. Vielleicht is das da auch gar keine echte Heatpipe, sondern allein der Kupferdraht macht die Arbeit...

Echte Heatpipes sind meist weitaus dicker und funzen zu allem Unglück nur in bestimmten Lagepositionen ordentlich.

[Abe Ghiran]

Könnte das dann nicht auch zur schlechten Kühlung des nv30 beitragen? Dort ist der Weg zwischen Kupferplatte auf dem die und der Kupferplatte an dem das Gebläse sitzt auch recht kurz. Wäre doch möglich, das der Hitzetransport über die Heatpipes dort nicht so wie vorgesehen funktioniert und die Hitze kaum von der ersten Kupferplatte wegkommt oder?

Jan

[Frank]

Originally posted by Endorphine
Echte Heatpipes sind meist weitaus dicker und funzen zu allem Unglück nur in bestimmten Lagepositionen ordentlich. naja großartig dick aber auch nicht:

edit: Prinzip(Animation): http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~fh468638/temp/Heatpipe%20Funktion.gif

[Endorphine]

Originally posted by Frank
naja großartig dick aber auch nicht:

edit: Prinzip(Animation): http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~fh468638/temp/Heatpipe%20Funktion.gif Natürlich kann man das Volumen auch vergrössern, in dem man das Röhrli oval macht und es in der Breite wachsen lässt. Läuft dann auf's selbe hinaus.

Edit: :| Aaah, ich glaube, das Heatpipchen auf deinem Pic ausfindig gemacht zu haben. Wenn man nicht weiss, was dort was ist und wie und wo und was abgebildet ist, ist es etwas schwer ?-)

[GloomY]

Originally posted by Stefan Payne
Ja, stimmt schon, aber beim Kühlschrank wird sich auch der Wechsel zwischen den Aggregat Zuständen zunutze :) Ja ok, das kommt dann noch dazu :)

[Frank]

Originally posted by Endorphine
Edit: :| Aaah, ich glaube, das Heatpipchen auf deinem Pic ausfindig gemacht zu haben. Wenn man nicht weiss, was dort was ist und wie und wo und was abgebildet ist, ist es etwas schwer ?-)
naja ist halt das geschwungene S auf der länglichen Platte da, die sich Kühler nennt und unten drunter einen kleinen Lüfter hat, der zur Seite rausbläßt. Hinten ist der Proz, der unter selben Kühlplatte klebt wie die Nortbridge. War auch nur als Bsp., dass Heatpipes doch recht geringen Durchmesser haben können - obwohl zu 100% Funktion.

[Rhönpaulus]

der entscheidende punkt dabei ist der trick,das mann die verdampfungswärme des kühlmittels ausnutzt.
immer wenn ein stoff seinen aggregatzustand ändert wird eine extra menge an wärmeenergie aufgenommen/abgegeben.
insgesammt bekommt mann mit dieser konstruktion einen besseren wärmefluß hin als durch wärmeleitung wie bei konventionellen kühlkörper.
außerdem ist das gewicht des kühlsystems bei gleicher wärmeleistung im vgl. zum kühlkörper deutlich kleiner wenn mann eine punktförmige wärmequelle besitzt.
letztendlich kann mann mit einer headpipe nur dann eine konventionelle kühlung ersetzen wenn genügend platz für großflächige passive kühler vorhanden ist um die pipe zu kühlen.
es geht insgesammt nur darum,die wärmeenergie von der punktförmigen wärmequelle abzuleiten und schnell über eine gewisse räumliche distanz zu dem kühlkörper abzuführen.
das ganze kühlt dann insgesammt auch nur so gut wie der kühlkörper der pipe ausgelegt ist.
eine fx-ultra wird mann damit vermutlich nicht ohne lüfter kühlen können,dafür ist zu wenig platz für ausreichend große kühlkörper.