典型的热管由管壳、吸液芯和端 盖组成， 将管内●抽成1.3 ×（ 10 负  1- 10 负  4)Pa 的负压 后充以适量♂的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材 料中充满液体后加以密封。管▲的一端为蒸发段（加热段 )，另 一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要々在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸 汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体◥，液体再 沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另—端。热管在实现这一热量▓转移的过 程中，包含了以下六个相互关联的主要过程：

⑴热量从热源通过热管管壁和充满工◥作液体的吸液芯传递 到（液-汽）分界面；

⑵液体在蒸发段内的（液-汽）分界面上≡蒸发；

⑶蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；

⑷蒸汽在冷凝段内的汽．液分界面上凝结：

⑸热量从（汽-液）分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源：

⑹在吸液芯内由于毛细》作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。

工作原理：

1）真空条件下液体的沸点会降＠低（和高压锅原理相反，高压◢下沸点升高，低压下沸点降低）

2）相同条件下物质潜热（潜热：使物体温度变化并产生相 变所需要的热ξ　量）远大于显热（显热：使物质温度发生变ξ化 但是不发生相变的热量）

3）毛细管对液体有抽拉作用，热管内部的毛细管是的♂液体 在汽化之后可以在内部形成◇循环（无论有没有重力作用）热 管散热的优势：

1）将 IGBT和散热★器分离。减少现场工作的难度，更换单个 IGBT     相对而言比更换整个『模块方便很多。或者制成更小的IGBT模块，这样更换时不必更换散热器，操作上更简便。

2）将易损件和非↘易损件分离。现场条件下，冷却系统包括 风扇和散热器，其实∑属于非易损件，一般来说寿命在2-5 年， 散热器本身一般不会损坏。但是IGBT和驱动板由于有些原 因可能出现损坏的情况，一般来说将两者结合在一起容易造成元器件使用上的←浪费，而且增加现场更换或者维护的难度。 所以如果将两者分开，将可以有效的提高元件的●使用效率，同时减少工作量。通过热管将热量集中到某一╲特定区域之后再散热，方便且散热器『的体积可以方便调节，不存』在限制。

3）考虑到水〒源的问题，水冷系统未必是最优的选择。东部 地区采用水冷的方式可行，但是也要架设水管或采用定期补水的方式进行补☆水或者架设水管输送净化水；但︽是西部地 区本来水』源较为紧张，采用水冷方式水源是一个比较麻烦的问题。热管散热最终还是采用风冷而不是〓水冷。没有额外的补充需求。

4）考※虑到某些地区昼夜温差很大，水的热涨冷缩对于内部 压力也是一个问题，设计上面也有一↘定难度。厂内试验驱动机使用情况证明，由∏于温差的存在，即便不结冰的情况下， 机器开始时由于水╲温不正常，管道压力不正常，管道可能在 接口处出现问题。水分的减少也会产生这个问题。管道压力异常将导致冷却系统异常，进而导致整★机系统可能出现问题。热管散热采用的真空技术，本身对于压力有较强↓的抵抗能力，不会对于温差产生任何反应。热管散热的问题卐：

1）热管将热量导出之后，外部的散〓热设备能否散去巨大的 热量。涉及到热管导热的功率上限问题。例如  2M  直驱式风电变流器的冷却系统，如果按照97% 的效率计算ζ　，损耗       3% ，约60KW ，这么巨大的热量能否直接↑用 风扇进行散热【。

2）由于热管本身的金属特性，使得连接方式属于硬连接而 不是软连接，抗震能力是否存在一定的问◇题。

1.5MW  双馈系统采用风冷设计，现将  IGBT固定在散热器上（牢固，抗震能力强），风扇抽风吸︽取热量，不存在接触不 良的问题；

但是如果采〖用热管，由于热管本身的连接问题，抗震↓能力势 必变差，这样会⊙影响整体的抗震性能。而且现场拆※装更换存 在一定的问题。

3）噪音问题

由于水冷系统的风扇最终是放在外部的，所以其噪音可以忽 略，但是热①管导热的巨大热量最终还是需要⊙采用风冷散热， 结果结束在较小的距离下采用风扇，结果就是这个风扇☉将会 带来巨大的噪音问题。

4）价格问题

和水冷系统的价格相①当，但是比风冷应该会贵很多。

5）终端散热依旧采用风冷，但是巨大的热量对于机房内部 的温度是一个巨大的→考验，会提高系统温∴度。相关计算：

1、热能密度计♂算

热管使用于大功率LED ，大功率LED的热能密〖度可以达到100W/cm2

我们使〖用的 IGBT 模块的※封装 Primpacket尺寸为 250*89=222.5cm2，损耗在2kw以内，所以计算得出单个 IGBT的热能密度小于10W ，远远低于LED 的热能密度，也 就是⌒　说可以使用热管进行散热。著名科学家Cotter为热 管学奠定了理论基础，一般称之为Cotter理论， 其中提到了 热管¤正常工作的必要条件：

△ Pc     ≥△ Pl +△ Pv +△ Pg

热管内的流体流动属于汽-液两相逆流ζ流动，其中蒸汽从蒸发段流向ω冷凝段会产生压力降△Pv，冷凝液体从冷凝◤段流 回蒸发段会产生压力降△Pl ，而重力场对液体流动也会产生 压力降△Pg（可以是正值，是负值或♂为零，视热管在重♂力场 中的位置而定      )。△Pl+△Pv+△P形g 成了工质回流的阻力，而 热管中工质※的循环动力是靠毛细吸液芯结构※与工作液体产 生的毛①细压头，也就是△Pc。

相变热管散热器由上海热拓电子自主开发，具有知识独立产权的超导传热特性的传热元件。具有更高的传热性能】】、散热性能及→更优化的体积结构。 应用于电力电子、光伏逆变等大功率散热等领」域。具有以下优点」：

1、高散热能力：  Q max>5000W

2、优异的均温性能◥：散热器各点温差△T<2℃.

3、热源热量快速均温扩散至整个散热器表面。

4、可有效降低接触热阻。

5、有效降低从基板至█翅片的热阻。

6、可有效提升散热翅片热交换效率。

7、散热器体积和重量可降低30%～50%

（欢迎来电咨询13817932587）