Alguns componentes electrónicos, nomeadamente os processadores (CPU) e os processadores gráficos (GPU), precisam de sistemas de arrefecimento eficaz para evitar o sobreaquecimento. A tecnologia Vapor Chamber é uma das formas encontradas para arrefecer esses componentes. Vejamos como funciona.
Arrefecer os componentes electrónicos modernos
O arrefecimento através de Vapor Chamber é uma tecnologia que usa os fenómenos de evaporação e condensação de um líquido para arrefecer um componente electrónico. Por vezes, esta tecnologia é usada em conjunto com dissipadores de calor tradicionais para aumentar a eficácia do sistema de arrefecimento.
Os sistemas de arrefecimento Vapor Chamber é usado principalmente em computadores portáteis e smartphones de alto desempenho, mas também são usados em servidores e em sistemas de iluminação LED. Devido ao facto de conseguir absorver e dissipar grandes quantidades de calor, a refrigeração por Vapor Chamber é muito eficaz em aplicações onde é gerada uma grande quantidade de calor.
Como funciona
Uma Vapor Chamber é essencialmente um recipiente metálico chato com um revestimento interno que funciona como um “pavio”. O recipiente contém uma pequena quantidade de líquido, normalmente água, e está selado a vácuo. A baixa pressão dentro da Vapor Chamber permite ao liquido vaporizar-se a uma temperatura mais baixa que a temperatura normal de ebulição desse liquido. O vapor circula através de um efeito de convecção dentro recipiente. Quando encontra uma superfície a uma temperatura mais baixa, volta a condensar-se e dissipa o calor que foi absorvido. De seguida, o líquido move-se através do pavio e volta à zona onde a temperatura é mais alta. Este processo repete-se enquanto o componente electrónico continuar quente.
Apesar de o cobre ser o material mais comum usado na construção de sistema de arrefecimento Vapor Chamber, também pode ser usado alumínio, aço e titânio. Da mesma forma, algumas Vapor Chambers têm uma malha metálica que serve de pavio e outras usam metal sinterizado. Por fim, apesar de a água ser o líquido mais usado nas Vapor Chambers, também existem sistemas que usam metanol e amónia.
Vapor Chamber vs. Heat Pipe tradicional
Tal como a tecnologia Vapor Chamber, os Heat Pipes também são usados para dissipar o calor nos dispositivos electrónicos modernos. Contudo, enquanto estas duas tecnologias usam o mesmo princípio de funcionamento, existem diferenças.
Uma das diferenças principais é que as Vapor Chambers transferem o calor em duas dimensões, enquanto um Heat Pipe move o calor numa única direcção. O resultado disto é que as Vapor Chambers são mais eficazes a dissipar o calor mais uniformemente em toda a superfície, enquanto os Heat Pipes apenas são eficazes a passarem o calor de um ponto para outro.
Uma outra vantagem da refrigeração por Vapor Chamber é ocupar muito menos espaço que os Heat Pipes, o que permite a sua utilização em aplicações com espaço limitados, como os smartphones e os tablets. No entanto, embora os Heat Pipes ocupem mais espaço, são relativamente mais flexíveis. Como podem ser moldados, os Heat Pipes são ideais para situações em que é necessário mover o calor para o condensador remoto.
O facto de as Vapor Chamber serem chatas permite um melhor contacto com a fonte de calor, ou com um dissipador de calor. Por outro lado, a forma cilíndrica dos Heat Pipes dificulta o contacto directo com a fonte de calor. Por isso, os Heat Pipes são muitas vezes montados em blocos de metal que servem para passar o calor aos Heat Pipes. Por vezes, os fabricantes fazem os Heat Pipes com uma secção oval para melhorar o contacto com a fonte de calor, mas, mesmo assim, são sempre necessários vários Heat Pipes para cobrir áreas maiores.
Por fim, o Heat Pipes são baratos enquanto as Vapor Chambers são caras. É uma das razões pelas quais são mais usadas em dispositivos topo de gama.
