Caloducs : des solutions de refroidissement efficaces et fiables
Les caloducs sont des transporteurs de chaleur biphasés passifs et fiables. Combinez-les avec d’autres technologies thermiques pour des solutions de refroidissement durables, plus performantes et efficaces.
Contrôle de température de haute précision
Éliminer la chaleur des zones contraintes ou densément peuplées
Durée de vie plus longue des produits
Tirez parti de jusqu’à 20 ans de transport de chaleur passif constant sans dégradation des performances thermiques
Flexibilité de conception rentable
Les caloducs routables et économiques déplacent la chaleur là où le refroidissement est disponible
Un transport de chaleur efficace améliore les performances thermiques
Augmentez le transfert de chaleur de 10 à 200 fois celui du cuivre solide, de l’aluminium ou du graphite.
Vidéo de refroidissement biphasé
(Voir la transcription)
Caloducs : refroidissement biphasé fiable et polyvalent
Boyd a été le pionnier du développement de la technologie des caloducs et a établi la norme pour les solutions de refroidissement à deux phases depuis plus de 50 ans. Notre vaste expertise dans les matériaux de caloducs, les fluides, les constructions et autres technologies thermiques fait de Boyd un concepteur et fabricant de caloducs idéal pour les applications les plus exigeantes et les plus innovantes.
Vous avez une question?
Que sont les caloducs?
Les caloducs utilisent la capacité thermique élevée du changement de phase du fluide dans un format robuste, ce qui en fait l’une des technologies de gestion thermique les plus efficaces et les plus polyvalentes pour transporter la chaleur de manière fiable et rapide.
Les caloducs sont constitués de trois composants principaux: une coque ou une enveloppe scellée sous vide, un fluide de travail et une structure à mèche. La coque maintient le fluide de travail du caloduc sous vide scellé pendant des décennies de transport de chaleur constant. Le fluide de travail change de phase dans la plage de température d’application et doit être compatible avec les matériaux de la coque et de la mèche du caloduc. La mèche déplace passivement le fluide à travers le caloduc.
Comment fonctionnent les caloducs?
Un caloduc est un système d’évaporateur-condenseur fermé. La coque scellée est un tube creux doublé d’une structure capillaire ou d’une mèche. Un fluide de travail à une pression de vapeur spécifiée sature les capillaires de la mèche dans un état d’équilibre entre le liquide et la vapeur.
Le liquide dans la mèche s’évapore lorsque le caloduc commence à absorber la chaleur. La vapeur remplit la zone creuse du caloduc, appelée espace vapeur, et diffuse la chaleur uniformément à travers le caloduc. La distribution de chaleur à travers le caloduc se fait rapidement et détermine la conductivité thermique élevée du caloduc.
Lorsqu’un point le long du caloduc tombe en dessous de la température d’évaporation, la vapeur entre en contact avec la mèche et la coque du refroidisseur et libère sa chaleur latente dans le boîtier. La vapeur n’a plus assez d’énergie pour maintenir une forme gazeuse et se condense en liquide puis s’infiltre dans la structure de la mèche. L’action capillaire à l’intérieur de la mèche renvoie le condensat dans la région de l’évaporateur et complète le cycle de fonctionnement.
Pourquoi utiliser des caloducs?
Les caloducs ont une conductivité thermique élevée extrêmement efficace. Les conducteurs solides comme l’aluminium, le cuivre, le graphite et le diamant ont des conductivités thermiques allant de 250 W/m•K à 1,500 W/m•K, mais la conductivité thermique effective des caloducs varie de 5,000 W/m•K à 200,000 W/m•K. Les caloducs transfèrent également la chaleur sur des distances relativement longues.
Plus de 50 ans d’héritage de caloducs
Boyd développe des caloducs spécialisés pour des applications difficiles depuis plus d’un demi-siècle. Nous disposons aujourd’hui d’un vaste portefeuille de technologies de gestion thermique pour nous intégrer de manière unique à la technologie des caloducs et inventer des solutions thermiques créatives qui mettent en œuvre la combinaison de technologies la mieux adaptée. L’expérience de notre équipe d’ingénierie associée à des techniques de fabrication éprouvées Boyd permet de produire des technologies de caloducs optimisées et fiables pour améliorer l’efficacité de votre système thermique à grande échelle.
Diffuser et transporter efficacement la chaleur
Les caloducs intégrés à d’autres technologies thermiques créent une solution de gestion thermique plus globale, plus performante et plus efficace. Les caloducs améliorent le refroidissement de l’air avec une conductivité thermique plus élevée et peuvent transporter la chaleur, diffuser la chaleur ou améliorer l’efficacité du dissipateur thermique refroidi à l’air pour retarder le besoin de solutions refroidies par liquide dans l’augmentation des charges thermiques.
Utilisation de caloducs pour transporter la chaleur
Les caloducs sont conçus et fabriqués pour déplacer la chaleur d’une source de chaleur ou d’une région à fort flux de chaleur vers une zone éloignée. Cette fonctionnalité est idéale pour évacuer la chaleur des zones contraintes ou densément peuplées vers des régions où l’air est plus froid ou plus volumineux pour les dissipateurs thermiques refroidis par air. Avec une plus grande flexibilité de conception, les concepteurs de produits et les architectes peuvent pousser les performances et les mises en page des produits pour permettre certaines des applications refroidies par air les plus difficiles avec une solution fiable et rentable.
Utilisation de caloducs pour diffuser la chaleur
Les caloducs intégrés éliminent les points chauds locaux, réduisent l’accumulation de chaleur autour des composants électroniques et améliorent l’efficacité du dissipateur thermique refroidi à l’air de 20% (par rapport aux dissipateurs à base d’aluminium ou de cuivre) avec une propagation plus rapide et plus uniforme de la chaleur. Ceci est particulièrement important dans les applications où la source de chaleur est petite par rapport à la zone de l’ailette du dissipateur thermique, comme l’électronique ou les ordinateurs. Pliez ou aplatissez les caloducs pour répondre aux exigences thermiques et géométriques, réduisez la hauteur totale, augmentez le contact de surface ou acheminez les zones d’accès telles que le matériel de montage. Les caloducs à propagation de chaleur intégrés offrent aux architectes thermiques plus de flexibilité car ils ne nécessitent pas de modifier la géométrie du dissipateur thermique, ce qui est utile dans les applications de modernisation ou pour augmenter la puissance des produits existants.
Répondez aux exigences de l’application avec la bonne construction
Le vaste portefeuille de technologies de caloducs de Boyd démontre notre expertise et notre héritage approfondis en matière de caloducs que vous pouvez exploiter pour maximiser les performances thermiques fiables dans n’importe quelle application.
Caloducs à eau en cuivre
Les caloducs cuivre-eau sont un composant populaire dans une grande variété d’applications en raison de la capacité thermique élevée du refroidissement par eau biphasé dans un boîtier en cuivre polyvalent. Les processus de fabrication étroitement contrôlés de Boyd soutenus par une expérience de terrain des produits garantissent que nos caloducs cuivre-eau peuvent durer plus de 20 ans.
Télécom et 5G
Dissipateurs de chaleur moulés sous pression améliorés, microprocesseur de serveur de télécommunications et refroidissement de l’équipement de test
Informatique en nuage
Ensembles de propagation et de refroidissement de la chaleur pour processeurs, GPU et cartes DIMM
Électronique domestique
Ensembles de refroidissement d’ordinateurs portables et d’ordinateurs portables, systèmes de refroidissement de systèmes de jeu portables et de consoles
Gestion de l’énergie
Récepteurs solaires, convertisseurs thermioniques, convertisseurs thermiques-électriques en métaux alcalins (AMTEC), interfaces de moteur Stirling, composants de moteur et applications de fusion
Équipement industriel
Traitement chimique et des matériaux, fabrication du verre, dépôt épitaxial, croissance de cristaux semi-conducteurs, dépôt en phase vapeur, recuit par diffusion, caractérisation des propriétés thermophysiques et étalonnage de température et de thermocouple
Aérospatiale et défense
Propulseurs magnétoplasmadynamiques (MPD), séparation isotopique, bords d’attaque aérospatiaux, tuyères de fusée, radiateurs spatiaux à haute température
Caloducs cryogéniques
Les caloducs cryogéniques sont optimisés pour fonctionner dans des environnements cryogéniques exigeants, améliorer la sécurité et la fiabilité des systèmes thermiques, améliorer l’efficacité du système thermique et maximiser la disponibilité des applications tout en réduisant les coûts d’énergie et de maintenance.
Aérospatiale et défense
Interfaces de refroidisseur cryogénique, refroidissement de capteur infrarouge, gestion thermique des caméras et des capteurs dans des conditions de lancement et d’orbite, refroidissement des composants satellites, aimants supraconducteurs, applications en haute mer, applications à haute accélération et en orbite géosynchrone
Médical
Gestion de la température des équipements médicaux à faible ou cryonique, systèmes de refroidissement des réfrigérateurs et des congélateurs pour la conservation et l’analyse des échantillons et dispositifs de détection sensibles dans les équipements de laboratoire médical
Caloducs en boucle
Les caloducs à boucle (LHP) sont pliables, flexibles, routables et peuvent transporter la chaleur plus loin que les caloducs conventionnels. Idéaux pour refroidir des systèmes dispersés, ils peuvent intégrer plusieurs évaporateurs et des régulateurs thermiques passifs ou actifs pour gérer plusieurs sources de chaleur. Les caloducs en boucle peuvent transporter de la chaleur jusqu’à 23 mètres (75 pieds), résister à des millions de cycles de flexion et résister à des charges gravitaires allant jusqu’à 9 g. Il s’agit d’une solution de faible masse pour résoudre des géométries complexes et de grande portée et de technologies robustes pour les environnements exigeants.
Télécommunication
Gestion thermique des équipements de refroidissement et de test des microprocesseurs d’ordinateurs ou de serveurs
Aérospatial
Solutions légères de refroidissement par avionique, moteur et électronique dans les avions plus électriques (MEA), transport électronique de chaleur vers les panneaux de radiateur rangés lors du lancement du satellite. Ils peuvent également fonctionner comme des diodes thermiques pour éviter les fuites de chaleur vers l’arrière.
Défense
Refroidissement électronique monté sur actionneur, antigivrage des ailes et du capot de chaleur résiduelle du moteur et suppression de la signature thermique
Caloducs flexibles
Les caloducs flexibles permettent aux ingénieurs d’optimiser l’emplacement des composants générateurs de chaleur afin de maximiser l’entretien et la fiabilité tout en maintenant les performances thermiques dans des conditions de fonctionnement difficiles et lorsque l’espace est limité. Optimisez le placement des actionneurs mobiles et des bornes distantes sans sacrifier les thermiques. La mobilité accrue rationalise également l’installation et la maintenance dans les espaces restreints.
Aérospatial
Systèmes de gestion thermique de l’avionique et de l’équipement aéronautique
Défense
Systèmes de gestion thermique de l’avionique et de l’équipement aéronautique
Caloducs à conductance variable
Les caloducs à conductance variable (VCHP) aident les ingénieurs à contrôler avec précision les températures grâce à un transport et un rejet de chaleur contrôlés. Ils contrôlent la température de l’évaporateur en utilisant du gaz non condensable (NCG) dans le caloduc, contrôlant ainsi la surface disponible du condenseur. Les VCHP sont une solution rentable pour maintenir les températures critiques des appareils sans composants actifs ni capteurs.
Médical
Système de refroidissement par tomodensitométrie
Aérospatial
Contrôle thermique du panneau de radiateur satellite, conditions de démarrage gelées
Les revêtements de fours isothermes (IFL) sont des caloducs en métal liquide en forme d’anneau qui fournissent un environnement ou une zone de travail à température uniforme à l’aide d’un seul appareil de chauffage et contrôleur pour des processus exacts. Ils permettent d’économiser du temps et de l’énergie tout en maximisant la productivité en atteignant la température des murs isothermes. Les IFL sont simples à installer, augmentent la flexibilité de conception et sont extrêmement fiables et rentables.
Le réglage de la température est un processus simple en une seule étape et des mesures fréquentes du profil ne sont pas nécessaires. Contrairement aux sondes, les IFL ne dépendent pas des chemins de transfert de chaleur reliant les murs environnants ou l’environnement extérieur. La variation de température spatiale mesurée dans un IFL est inférieure à 10 mK et, dans de nombreux cas, peut dépasser la sensibilité des techniques de mesure disponibles.
Équipement de laboratoire et d’essai
Thermocouple et étalonnage de température, tubes de processus de recherche, fours de laboratoire
Équipement industriel
Radiateurs à corps noir, récepteurs solaires concentrés, traitement chimique
Semi-conducteur
Croissance de cristaux semi-conducteurs, dépôt en phase vapeur
Caloducs à conductance constante
Les caloducs à conductance constante (CCHP) à rainure axiale transfèrent thermiquement des charges thermiques élevées sur 3 mètres. Ils utilisent un cercle de rainures dans l’enveloppe murale intérieure du caloduc comme mèche pour ramener efficacement le condensat vers l’évaporateur à partir de surfaces plus froides où le fluide de travail s’est condensé. Ils peuvent coûter moins cher à fabriquer que les caloducs à mèche conventionnels.
Les caloducs à rainures axiales fonctionnent mieux lorsque la gravité n’est pas un facteur, comme les configurations horizontales ou dans l’espace. Ils nécessitent peu d’entretien et sont idéaux pour les applications où le service est extrêmement difficile. Le transfert de chaleur à longue portée augmente la flexibilité de conception, offrant aux ingénieurs des options de conception thermique dans des endroits difficiles.
Télécommunication
Refroidissement par satellite de communication
Aérospatial
Contrôle thermique par satellite, panneaux de radiateur
Défense
Refroidissement des satellites de défense
Détails du produit Heat Pipe
Enveloppe de caloduc et matériaux de mèche
- Cuivre
- Aciers inoxydables série 300
- Incoloy 800
- Inconel ® 600, 601, 718, 625
- Haynes 230, 188, 214
- Nickel
- Hastelloy C / Inconel® C-276
- Titane
- Tantale
- Molybdène
- TZM (alliage molybdène-titane-zirconium)
- Rhénium
- Niobium
- Tungstène
Enveloppe de caloduc et matériaux de mèche
- Cuivre
- Aciers inoxydables série 300
- Incoloy 800
- Inconel ® 600, 601, 718, 625
- Haynes 230, 188, 214
- Nickel
- Hastelloy C / Inconel® C-276
- Titane
- Tantale
- Molybdène
- TZM (alliage molybdène-titane-zirconium)
- Rhénium
- Niobium
- Tungstène
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