히트파이프의 온도 전달 시간 과 원리 [동영상]

히트파이프에 대해서 알아 봅시다


사용자 삽입 이미지



출처 : http://www.heatpipe21.com/

Heat-Pipe 의 일반적 개요
- 히트파이프는 열 전달 효율이 일반 동 제품에 비해 수 백배 이상 빠름

- 최초 우주 , 항공용 부품으로 개발 되었으나 현재는 컴퓨터 등 전자제품의 냉각에서 냉난방 등 에너지 효율성 부품으로 사용

- 무 전원의 히트파이프는 반 영구적 사용이 가능 한 매우 신뢰성이 높은 제품 임
<히트파이프는 Wick의 구조(Powder, Wire, Groove Type)와 제조기술 (내부의 진공도, 작동유체의 용량 등)에 따라 제품의 성능 편차가 매우 큼 >

- 제조 기술과 Wick 구조에 따라 제품의 성능과 가격차이가 커 용도를 달리 하고 있음

Heatpipe 구조 및 작동 원리

Heatpipe 는 증발부, 단열부, 응축부로 구분되고 구성요소로는 Container, Wick, Working Fluid 가 있으며 증발부로 열이 가해지면 Working Fluid가 동작하며 기화하여 단열부를 지나 응축부로 열을 전달하고 Working? Fluid는 액화되어 Wick 을 통하여 다시 증발부로 되돌아 오게 된다.이러한 일련의 과정을 반복하면서 열원의 열을 이동시켜 냉각효과를 가지게 한다.

작동 온도 및 범위
사용목적에 따라 작동온도를 절대온도 0에 가까운 극저온부터 1000℃ 이상의 초고온 영역까지의 온도범위를 5단계로 분류할 수 있다

작동온도(℃)
주요작동유체
-270 ~ -70 (극저온) 헬륨, 아르곤, 크립톤, 질소, 메탄
-70 ~ 200 (저온) 물, 프레온계 냉매, 암모니아, 아세톤, 메탄올, 에탄올 등
200 ~ 500 (중온) 나프탈렌, 유황, 수은
500 ~ 1000 (고온) 세슘, 칼륨, 나트륨
1000 이상 (초고온) 리튬, 납, 은

HEAT-PIPE의 특징
- 가볍다 (기존의 Heat sink보다 중량이 1/4~1/10정도)
- 부피를 줄일 수 있다. (기존의 Heat sink보다 1/2~1/8정도)
- 전원이 필요 없다.
- 소음이 없다.
- 영구적 사용
- 가공성이 탁월하여 적용이 용이하다
- 고객의 요구에 맞추는 고객 전용 디자인

히트파이프의 성능 비교 실례

직경이 1/4inch이고 길이가 6 inch인 알루미늄, 구리, Heatpipe를 온도차 20℃인 상태에서 성능을 비교하면 아래와 같다.

즉) Heatpipe 의 성능의 구리보다는 40배 , 알루미늄 보다는 80배 정도 열전달이 빠르다.



 



 







히트파이프를 이용한 CPU 쿨러나 메인보드 히트싱크등은 많이 요즘 사용되고 있습니다
잘만테크의 CNPS 시리즈 경우도 히트파이프를 사용을 하였고 히트파이프의 빠른 열전달 효과를 이용해서
CPU 쿨러에 적절히 이용을 하였지요

이 쿨러 말고도 여러 회사의 제품들이 요즘 보급이 되어 있습니다 몇년전만해도 히트파이프가 생각보다 귀했고
가격도 좀 있는편이였지만 요즘은 생각보다는 쉽게 구할 수 있고 때문에 여러가지 실험 자료도 꾀 있는것으로
알고 있습니다

히트파이프도 사실 저도 모르는 부분은 있겠지만 구경이 굵을 수록 그리고 길이는 짧을 수록 성능이
좋은것으로 알고있습니다 당연한 이야기일지도 모릅니다 알루미늄으로는 만들기가 생각보다는 힘들고
구리처럼 구부러지는 성질이 있는것을 이용해서 구리로 히트파이프를 만들지요

잘만테크 견학을 갔을때 히트파이프를 구부리는 것도 기술중 하나라고 들었는데 맞긴 합니다 구부렸을때
히트파이프 내부의 구경을 줄이지 않고 잘 구부려야 굽어있는 히트파이프임에도 열전달이 잘 되게 됩니다
임의로 구부리게 되면 히트파이프 내부의 구경이 작아지게 되고 열전달이 재대로 안되는걸 볼 수 있었습니다

이는 직접 실험을 해서 얻은 결론치입니다




히트파이프에 열전달이 얼마나 빨리 이루어지는지에 대한 동영상입니다
제작자 : cdmanii 박춘호

T1 은 컵안에 뜨거운 물에 대한 온도이며
T2 는 히트파이프 끝쪽의 온도입니다

컵안에 뜨거운 물을 넣은뒤 히트파이프의 한쪽끝을 뜨거운물에 담그고 반대쪽 히트파이프 까지
열이 얼마나 빨리 전달이 되는지 보여주는 동영상입니다
보시면 생각보다 빠르게 열이 전달이 되는걸 볼 수 있습니다 그리고 히트파이프의 끝의 위치가 아래이던
상단이던 상관없이 열이 전달 되는것도 볼 수 있습니다

앞으로도 당분간은 히트파이프를 이용한 쿨러나 장치들이 많이 나올것입니다  소비자들이 무소음에 익숙해지고
또 무소음이 이제 선택이 아닌 필수가 되어가기때문에 히트파이프를 개량해서 소음을 많이 억제시킨
제품들이 많이 선은 보일것이며 앞으로는 좀더 진보한 방법으로 열을 식히는 장치들이 또 히트파이프를
대체하리라고 생각합니다


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  1. @머지 2008.01.16 10:37 신고

    열정적인 실험 잘보고 갑니다.

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    • 박춘호 2008.01.16 13:02

      원래는 히트파이프 넣자마자 5초정도 뒤에 열이 팍 올라가는게 보여야하는데 센서가 온도를 감지하는 시간범위차가 있어서 그모습이 안보여서 안타깝네요 대신 손에서 열을 느끼는건 빠르게 느낄수 있었습니다

      앞으로도 실험 여러가지 해서 올릴계획입니다 컴퓨터 조립건이 저한테 떨어지면 그것도 동영상으로 찍어서 올릴계획이구요 ^^

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  2. 빨간여우 2008.01.16 14:31 신고

    덕분에 요즘 컴에 관한 지식이 날로 늘고 있습니다..
    이젠 하나 조립해 볼까요...
    언제 조립에 관한 포스팅도 한번 부탁드립니다...^^

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    • 박춘호 2008.01.16 14:54

      친구가 컴퓨터 조립을 할때 그걸 대상으로 해서 동영상을 제작해보려고 생각중입니다 정안되면 제컴퓨터를 뜯어서 재조립해면서 영상을 만들어볼까도 생각중이지만 제컴퓨터는 좀 일반적인 형태가 아니라서 가능하면 일반적인 컴퓨터를 모델로 잡아서 만들어보려고 생각중입니다 ^^

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  3. 네모난 2008.01.16 16:48 신고

    살짝 보이는 키보드가 제것이랑 똑같은 것 같아요.^^

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  4. 외계인 마틴 2008.01.16 16:53 신고

    크게 신경쓰지 않는 부분에도
    알고보면 섬세한 과학이 스며있군요.

    그런데 이런 동영상이라니....대단하시네요.

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    • 씨디맨 2008.01.17 00:34 신고

      동영상을 좀더 구체적으로 설명한뒤에 실험하는모습을 보였어야했는데 급히 제작되어서 뭔가 설명이 없고 막 실험에 돌입하는 모습을 보였네요 앞으로는 좀 부연설명을 한뒤에 실험을 하려고 합니다 ㅎ

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  5. Haru_burning 2008.01.16 19:28 신고

    열전달이 엄청 빠르네요. 요즘나오는 것들보면 히트파이프들이 달려있던데 이런원리 였군요 ^-^
    동영상도 잘봤습니다


    즐거운 저녁보내세요~

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    • 씨디맨 2008.01.17 00:34 신고

      히트파이프 열전달은 빠르지요 다만 좀더 빠르다는 나노튜브방식의 히트파이프도 또 나오고 있지요 아직 가격은 비쌀수있다는 단점은 있지만 앞으로 지켜봐야할듯합니다

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  6. Mr.번뜩맨 2008.01.19 01:01

    오 지치지않은 저 실험정신..ㅎㅎ 꼭 에디슨을 보고 있는 것 같군요...
    정말 신기합니다. 박사님..+_+

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    • 씨디맨 2008.01.19 01:32 신고

      다음에는 좀더 실험정신이 물씬나는걸로 올려보겠습니다
      (헉헉) ㅎㅎ

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  7. 공대생 2008.02.11 23:06

    히트파이프 조사때문에 자료 참고할께요

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  8. 우리나라 2008.04.12 22:19

    실험 결과를 본것은 처음입니다. 감사드리며, 제가 준비하는 일에 참고가 많이 되겠네요.

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  9. 우리나라 2008.04.12 22:20

    아~~~ 히트파이프 어디서 사셨어요? 나도 하나 구입하여 테스트 해보고 싶은데.... 알려주세요

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    • 씨디맨 2008.04.13 17:35 신고

      비공개로 구한거라 (알리지말아달라는 조건) 이걸 밝히긴 힘들구요

      히트파이프는 요즘은구하기가 쉬운편이죠 잘만 그래픽카드 쿨러중에 ZM80D 계열들을 보면 히트파이프가 2개가 들어있죠 중고로 구해도 가격이싼편이라 몇개만 구할거면 쉽게 구할 수 있지요 만약에 길이가 긴 형태를 구해야한다면 좀 다르지만요

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