Heatpipes
Heatpipes für Passivgehäuse
Heatpipes spielen im Luftkühlungsbereich des PC-Baus eine zentrale Rolle. Schließlich sind Wärmerohre, wie Heatpipes auf Deutsch auch genannt werden, fast überall dort zu finden, wo es gilt, Abwärme effektiv von einer Hitzequelle wegzutransportieren, um an anderer Stelle abgegeben zu werden. Typische Hitzequellen in Computern sind etwa Hauptprozessoren (CPUs) oder Grafikkartenchips (GPUs).
Diese Halbleiter-Bauteile beherbergen nicht selten viele Milliarden Transistoren auf engstem Raum und sind während der Berechnung von z. B. Grafik-Tasks erheblichen elektrischen Spannungen ausgesetzt. Dabei entsteht Hitze, die abgeleitet werden muss, bevor die Chips Schaden nehmen. CPUs und GPUs verfügen deshalb in der Regel über Heatspreader, Metallplatten, die direkt auf dem eigentlichen Die (dem Rechenkern) aufliegen und dessen Wärmetransferfläche vergrößern. Natürlich muss die Abwärme auch von dort wieder wegbefördert werden, wofür beim klassischen Aircooling Heatsinks wie CPU-Kühler und VGA Cooler genutzt werden.
Heatpipes - Wärmetransfer per Kondensation
Hier kommen die Heatpipes ins Spiel: Sie sind das Bindeglied zwischen zwei wesentlichen Bestandteilen der meisten Luftkühler, nämlich zwischen der Bodenplatte und dem Radiator. Die Bodenplatte (base plate), die meist aus Kupfer (oft auch vernickelt) besteht, liegt auf dem Heatspreader des Prozessor- oder Grafikchips auf. In die Bodenplatte eingelassen sind dann die Heatpipes; beim Direct-Touch-Verfahren bilden sie - unten plan geformt - sogar einen nahtlosen Teil der base plate.
Die Kupferröhrchen sind teilweise mit einem flüssigen Medium gefüllt, das durch äußere Hitze verdampft, in der Heatpipe aufsteigt und weiter oben kondensiert, weil es dort wieder kälter wird. Dies wiederum ist dem Radiator mit seinen vielen (Aluminium-)Lamellen zu verdanken, die von Luft durchströmt werden, welche die Wärme schlussendlich aufnimmt. Es gibt verschiedene Varianten von Heatpipes:
- mit 6 mm, 8 mm oder 10 mm Durchmesser
- unvernickelt oder vernickelt (für eine silberne Optik und um Anlaufen des Kupfers vorzubeugen)
- in die Bodenplatte eingelassene oder sogar in die base plate integrierte Heatpipes (Direct Touch)
Je nach den technischen Erfordernissen und Kostengesichtspunkten wählt der Hersteller eines Luftkühlers Anzahl, Stärke und Verarbeitung der Heatpipes für sein Produkt.