Camere a vapore

Le camere a vapore di Wakefield Thermal sono utilizzate per il trasporto di calore su una distanza con una resistenza termica molto bassa. Ciò è utile quando piccole fonti di calore devono essere dissipate su un'area di dimensione maggiore.Le camere a vapore sono un'applicazione a cambiamento di fase del fluido, dato che si avvalgono di un circuito chiuso per il trasferimento rapido di calore attraverso l'evaporazione e la formazione di condensa all'interno della camera. L'aspetto particolare utile nei progetti è che le camere a vapore trasportano il calore su un piano per una "diffusione del calore" più efficace rispetto a un tubo di calore che trasporta il calore su una distanza in linea retta.

Le camere a vapore, come i tubi di calore, in realtà non dissipano il calore nell'ambiente, ma servono per trasferire il calore in modo efficiente all'interno di un sistema termico. Una camera a vapore è realizzata con piastre di rame (sopra e sotto), con una struttura traspirante interna sigillata lungo il perimetro contenente una piccola quantità di acqua. Quando viene applicato calore alla camera, l'acqua raggiunge il punto di ebollizione e si trasforma in gas, che quindi passa alla sezione più fredda della camera a vapore. Qui il calore è dissipato attraverso uno scambiatore di calore esterno, dove si condensa e torna alla fase liquida. È l'evaporazione e la condensa dell'acqua che creano l'azione di pompaggio per spostare l'acqua (e quindi il calore) dall'area della sorgente di calore a tutte le altre aree della camera a vapore.  

Sono disponibili diversi tipi di struttura traspirante utilizzabili all'interno della camera a vapore, ma la maggior parte delle camere è classificata come polvere o maglia. In entrambi i casi, la maglia o la polvere rivestono la piastra in rame per consentire il flusso d'acqua a/da tutte le direzioni all'interno dell'area della camera a vapore. Spesso, quando si usa la maglia come struttura traspirante, si usano trame differenti per promuovere la formazione di condensa o il trasporto del liquido, in base alla dimensione del vuoto. Le camere a vapore sono utilizzate al meglio con orientamento orizzontale. Gli effetti della gravità possono variare a seconda dell'applicazione e dell'orientamento, ma ricordare che le prestazioni possono essere inferiori oltre i 15° dall'orizzontale.

Durante il processo di produzione, le colonne in rame sono utilizzate in tutta la camera a vapore per supportare le piastre che fungono da coperchi e contengono il liquido e il vapore. La maglia di rame è orientata all'interno della camera e premuta contro le piastre in rame. Le piastre sono sigillate lungo il perimetro tramite incollaggio di diffusione. In alcuni casi, sono utilizzati punti di saldatura, ma l'incollaggio di diffusione assicura una tenuta più forte e a temperatura più alta per la camera a vapore. Il processo di incollaggio di diffusione consente inoltre alla maglia di legarsi alle piastre in rame.

Le camere a vapore sono utilizzate in molti ambienti difficili come computer e data center, telecomunicazioni, aerospazio e trasporti. Si sono dimostrate robuste e affidabili per molti anni in questi tipi di applicazioni.

Molti sistemi termici traggono vantaggio dall'aggiunta di camere a vapore, soprattutto quando le sorgenti di calore sono dense e lo scambiatore di calore finale è molto più grande e il calore dalla sorgente deve essere diffuso in un'area di dimensioni maggiori in modo efficace per utilizzare in modo efficiente la scambiatore di calore. Applicazioni per computer, come processori, schede grafiche e altri chipset, hanno una elevata potenza termica dissipata in un'area piccola. In queste applicazioni sono utilizzate varie combinazioni di dissipatore di calore a ventola in grado di offrire dissipazione ad alte prestazioni nell'ambiente, ma l'obiettivo principale è di diffondere il calore allo scambiatore di calore con la minima variazione di temperatura possibile. Le camere a vapore si distinguono per questo e possono trasportare grandi carichi termici da aree piccole con una minima differenza di temperatura.