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动力,因我们而不同*

热管组件

伊顿在热管技术开发领域占据开创性地位,50 多年来一直是两相冷却解决方案的行业标杆。伊顿在热管材料、流体、结构设计及其他热管理技术方面拥有深厚的专业积累,是满足严苛工况和创新应用需求的理想热管设计与制造厂商。

什么是热管?

热管利用流体相变的高热容量,结合坚固可靠的结构形式,成为高效且多功能的热管理技术之一,可实现可靠快速的热量传输。

热管由三个主要部件组成:真空密封的壳体或包络、工作流体和芯体结构。壳体使热管工作流体保持真空密封状态,实现数十年稳定传热。工作流体在应用温度范围内发生相变,并且必须兼容热管壳体和芯体的材质。芯体依靠被动作用驱动流体在热管内流动。

热管如何工作?

热管是一种封闭的蒸发器-冷凝器系统。密封壳体内部是中空管,内壁铺有毛细结构或芯体。工作流体在特定蒸汽压力下饱和浸润芯体的毛细结构,达到气液平衡状态。

当热管开始吸收热量时,芯体中的液体发生蒸发。蒸汽充满热管的中空区域(称为蒸汽腔),并将热量均匀扩散到整个热管。热量在热管内快速完成分布,造就了热管的高导热率。

当热管上某个位置的温度降至蒸发温度以下时,蒸汽接触温度较低的芯体和壳体,并向壳体释放潜热。蒸汽能量不足,难以继续维持气态,随即重新冷凝为液态并渗入芯体结构。芯体内部的毛细作用将冷凝液送回蒸发器区域,从而完成整套工作循环。

Eaton how heat pipe works
Eaton heat pipe

为什么选用热管?

热管具备极高的等效导热率。铝、铜、石墨、金刚石等固体导体的导热率为 250 W/m•K 到 1,500 W/m•K,而热管的等效导热率为 5,000 W/m•K 到 200,000 W/m•K。热管还可实现远距离热量传递。

50 多年的热管技术积淀

半个多世纪以来,伊顿针对各类严苛应用开发专用热管。目前,我们拥有庞大的热管理技术组合,可与热管技术进行定制化集成,打造富有创意的热管理解决方案,实现多种技术的最优组合。工程团队的经验叠加成熟的制造工艺,使伊顿能够批量生产经过优化、可靠性高的热管产品,提升热系统整体效率。

Eaton heat heritage

将热管与其他热技术集成

Eaton heat spreading heat pipe assemblies

高效均摊并传输热量

将热管与其他热管理技术集成,可形成一套更完整、性能更优异、效率更高的热管理解决方案。热管具有更高的导热率,可增强风冷效果,并且能够传输、均摊热量或提升风冷散热器的效率,从而在热负载增加时,延后对于液体冷却解决方案的需求。

利用热管传输热量

热管的设计和制造目的就是将热量从热源或者高热流密度区域输送至远端位置。这项功能非常适合将空间狭小或器件密集区域的热量导向空气温度较低或有更多空间布置风冷散热器的区域。凭借更高的设计灵活性,产品设计师和架构师可以突破产品性能与布局限制,采用这套可靠且高性价比方案应对某些高难度风冷应用。

Eaton transport heat pipe assemblies

利用热管均摊热量

嵌入式热管可消除局部热点,减少电子元件周围的热量积聚,并通过更快更均匀的均热,使风冷散热器效率提升 20%(对比铝或铜材质均热板)。这在热源相对于散热器翅片面积较小的应用中(如电子设备或计算机)尤为有效。可对热管进行弯折或压扁,以满足散热和几何结构要求,降低整体高度,增加表面接触面积,或绕开安装硬件等禁布区域走线。嵌入式均热热管无需更改散热器几何结构,为热设计架构师提供更大的灵活性,非常适合改造升级或者提升现有产品功率的应用场景。

热管技术    

通过合理的结构设计满足应用要求

伊顿广泛的热管技术产品组合彰显了我们深厚的热管专业能力与技术积累,助力各类应用最大化发挥可靠热性能。

Eaton heat spreading heat pipe
Eaton copper water heat pipe

铜-水热管

铜-水热管采用适配性强的铜质封装,具备两相水冷的高热容量,成为众多应用场景中广泛使用的部件。伊顿严格控制的制造工艺,叠加丰富的产品现场应用经验,确保我们的铜-水热管使用寿命可达 20 年以上。

Eaton high temperature heat pipes

高温热管

高温热管可在高温环境下实现高精度温控、快速温度恢复和更均匀的热管理,从而降低能源消耗,并提升应用设备的可靠性和使用寿命。

低温热管

低温热管经过优化,可在严苛的低温环境中稳定工作,增强热系统的安全性与可靠性,提高热系统效率,并在降低能耗和维护成本的同时最大限度地提高应用正常运行时间。

回路热管

Eaton loop heat pipes
回路热管可弯折、柔性好,便于布线,且热量输送距离比传统热管更远。回路热管非常适合分布式散热系统,可集成多个蒸发器和被动/主动温度调节器,以处理多个热源。回路热管最大输热距离可达 23 米(75 英尺),可承受数百万次弯折,并可耐受最高 9 g 的重力载荷。回路热管是一种轻量型解决方案,可解决复杂和远距离几何结构的热管理问题,是一种适用于严苛环境的坚固技术。

柔性热管

柔性热管使工程师能够优化发热部件的位置,以最大限度地提高可维护性和可靠性,同时在恶劣的工作条件和空间受限的环境中仍能保持散热性能。可在不损失散热性能的前提下,优化运动执行机构与远程终端布局。机动灵活性的提高还简化了狭小空间的安装和维护工作。

Eaton boyd flexible heat pipe
Eaton variable conductance heat

可变导热热管

可变导热热管 (VCHP) 调控热量输运与散热量,帮助工程师实现精准温控。热管内部采用不凝性气体 (NCG),通过调节冷凝器有效面积来控制蒸发器温度。VCHP 无需主动部件或传感器,即可维持关键器件温度,具备很高的成本效益。

等温炉衬

Eaton isothermal furnace liners

等温炉衬 (IFL) 是环形液态金属热管,仅依靠一套加热器与控制器就可为精密工艺提供温度均匀的工作环境/区域。炉壁实现等温,节约时间与能耗,同时最大化生产效率。IFL 安装简便,增进了设计灵活性,可靠性高且具备成本优势。

温度调节仅需一步即可完成,无需频繁测量温度曲线。不同于测温探头,IFL 不依赖与周边炉壁或者外部环境连通的传热路径。实测 IFL 空间温度波动小于 10 mK,很多情况下的温度均匀度甚至超出现有测量技术的灵敏度范围。

Eaton axially grooved heat pipes

恒定导热热管

轴向槽道恒定导热热管 (CCHP) 可在 3 米以上的距离传输高热负载。此类热管利用壳体内壁一圈沟槽充当吸液芯,将冷凝后的工作流体从低温区域高效地输送回蒸发器。与传统毛细芯热管相比,制造成本更低。

轴向槽道热管更适合不受重力影响的场景,例如水平配置或太空环境。此类热管维护工作量小,非常适合检修难度极大的应用场景。长距离传热可提高设计灵活性,为工程师提供了适合高难度安装位置的热设计方案。

规格

热管产品详情

热管壳体和芯体材料

  • 铜
  • 300 系列不锈钢
  • Incoloy 800
  • Inconel ® 600、601、718、625
  • Haynes 230、188、214
  • 镍
  • Hastelloy C / Inconel® C-276
  • 钛
  • 钽
  • 钼
  • TZM(钼-钛-锆合金)
  • 铼
  • 铌
  • 钨
Eaton cryogenic working fluids
部件号
HP-CWS-F04x25-100-N
HP-CWS-F04x25-150-N
HP-CWS-F05x35-100-N
HP-CWS-F05x35-150-N
HP-CWS-F06x28-075-N
HP-CWS-F06x28-100-N
HP-CWS-F06x28-150-N
HP-CWS-F06x28-200-N
HP-CWS-F08x47-075-N
HP-CWS-F08x47-100-N
HP-CWS-F08x47-150-N
HP-CWS-F08x47-200-N
HP-CWS-R03-075-N
HP-CWS-R03-100-N
HP-CWS-R03-150-N
HP-CWS-R03-200-N
HP-CWS-R03-250-N
HP-CWS-R03-300-N
HP-CWS-R04-085-N
HP-CWS-R04-100-N
HP-CWS-R04-149-N
HP-CWS-R04-207-N
HP-CWS-R04-260-N
HP-CWS-R04-302-N
HP-CWS-R05-097-N
HP-CWS-R05-150-N
HP-CWS-R05-200-N
HP-CWS-R05-258-N
HP-CWS-R05-300-N
HP-CWS-R05-350-N
HP-CWS-R06-100-N
HP-CWS-R06-150-N
HP-CWS-R06-200-N
HP-CWS-R06-250-N
HP-CWS-R06-310-N
HP-CWS-R06-350-N
HP-CWS-R08-100-N
HP-CWS-R08-155-N
HP-CWS-R08-200-N
HP-CWS-R08-250-N
HP-CWS-R08-300-N
HP-CWS-R08-360-N
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