Hace ya años que prácticamente todos los radiadores utilizados en la refrigeración de nuestros procesadores y GPUs contienen en su diseño este elemento, el heatpipe. Estos suelen ser exteriormente de cobre, a veces pasivado con zinc o cromados para evitar su oxidación por el aire.
Como ejemplo he fotografiado un ejemplar de Scythe por la plasticidad y belleza de las imágenes:
En este caso hay dos bloques de láminas de aluminio que atrapan a modo de sándwich los 5 heatpipes por ambos lados, estando en contacto cada lámina del radiador con 10 heatpipes. Esto asegura una excelente transferencia de calor.
Los heat pipes contienen en su interior una estructura que les da sus increíbles propiedades de conducción térmica, muy superiores a barras sólidas de metal del mismo grosor.
La estructura interna consiste normalmente en polvos, partículas o mallas de metal conductor térmico (cobre) junto a un líquido volátil a presión muy reducida para favorecer su cambio de fase vapor –> líquido y líquido –> vapor en un ciclo continuo que logra evacuar con alta eficiencia el calor de los hot spots.
Un heat pipe llega a un rendimiento de 100 kW / (m⋅K), algo muy superior a los 0.38 kW / (m⋅K) de un excelente conductor térmico como el cobre puro o los 0.24 kW / (m⋅K) del aluminio.
En el centro del die de una CPU Core i7, en carga máxima FPU AVX, es fácil llegar a los 70 – 75º C con un buen combo radiador – ventilador en un chasis bien ventilado. En esa zona el líquido en contacto con la pared a 70 ºC se evapora y en ese cambio de fase roba calor al metal en contacto con la CPU.
Es el calor robado en esa transición de fase líquido –> vapor es el que da la brutal eficacia a los heat pipes.
Para conseguir una buena transmisión de calor del heatpipe de cobre a la láminas de aluminio estos van soldados, normalmente con estaño.
La física de la dinámica de fluidos y la disipación térmica es apasionante.
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