Nieuwe goedkope techniek kan laptops tot 50 procent efficiënter koelen

Wetenschappers uit Singapore hebben een efficiënte methode ontwikkeld om elektronica te koelen zonder dat van ventilators gebruikgemaakt hoeft te worden. De methode combineert materiaal met minuscuul kleine gaatjes en kanalen met vapor chamber-technologie.

Het koelsysteem is volgens de wetenschappers van de National University of Singapore in te zetten voor grootschalige elektronische systemen, maar ook voor consumentenproducten zoals laptops. Bij grote systemen zou afgevoerde hitte opnieuw gebruikt kunnen worden, terwijl bij consumentenelektronica geen fans meer nodig zijn.

De effectiviteit zou potentieel 50 procent hoger kunnen liggen dan traditionele koelmethoden, claimt Lee Poh Sen van het Department of Mechanical Engineering. Zijn methode zou vooral stabieler en betrouwbaarder zijn dan traditionele koelsystemen en minder last hebben van temperatuurschommelingen. Hij wijst daarbij op de voordelen op gebied van prestaties en levensduur door systemen stabiel op een lagere temperatuur te kunnen houden.

De wetenschappers combineren twee verschillende soorten heatsink-technologieën bij hun methode: microgaps en stepped fin microchannels. De microgaten in een oppervlak moeten de dissipatie van warmte bevorderen, waarna de microkanalen de hitte afvoeren. De afvoer zou verbeterd worden door de dunne koelvinnen stapsgewijs in hoogte te laten afnemen.

De wetenschappers passen ook het principe van een vapour chamber toe: ze gebruiken een vloeistof om de gaten te vullen en bij het verdampen van de druppels wordt de warmte opgenomen, dat weer wordt afgegeven bij het condenseren als de damp is afgevoerd naar koudere delen van het oppervlak.

De basis van de methode verschilt niet veel van technologieën zoals die vandaag de dag al worden toegepast bij het koelen van sommige elektronica, maar de finesse zit hem in de combinatie en de uitwerking, zegt Lee: "We hebben er twee jaar aan gewerkt om de juiste setup te krijgen. Een echt goede werking van het systeem is afhankelijk van de juiste afmeting van de gaten en de structuur van het oppervlak van de kanalen waardoor de koelstof vloeit." Zijn team heeft een kwart miljoen dollar gekregen van de nationale onderzoeksstichting van Singapore en hoopt begin 2014 een prototype gereed te hebben. Dan moeten er meer details over het systeem bekend worden.

Reacties (36)

[Hanzo]

Wat, als deze gaps verstopt raken met de altijd aanwezige stof, dan namelijk is het "schoorsteen" effect weg ..... kleine openingen raken nu eenmaal sneller verstopt dan grote ..

[Verwijderd]

Wat, als deze gaps verstopt raken met de altijd aanwezige stof, dan namelijk is het "schoorsteen" effect weg ..... kleine openingen raken nu eenmaal sneller verstopt dan grote ..

Volgens mij is het een gesloten systeem anders ben je zo je vloeistof kwijt. En daardoor dus geen last van stof.

[MSalters]

Die vloeistof dient alleen om de hitte naar de koelvinnen te transporteren. Het zijn vervolgens de spleten tussen de koelvinnen die verstopt raken.

[TweakingRens]

Het ligt eraan hoe groot die gaatjes zijn. Als het <1 micrometer is dat zal dat wel meevallen, want dat is ongeveer de grootte van een stofdeeltje, dus zal het een beetje lastig zijn om erin te komen. We zullen wel zien begin 2014

[Jorn1986]

Dat lukt natuurlijk nooit. Bovendien zal door natuurlijke convectie er ook wel een zekere luchtstroming komen door die gaatjes waardoor stof ook vroeg of laat wel een keer in de gaatjes gaat nestelen.
En zie het dan nog maar eens daar weg te krijgen: je kunt met perslucht en een stofzuiger een heel eind komen, maar je zult net als met de huidige koelblokken ze nooit echt helemaal schoon krijgen zonder er een borsteltje of iets dergelijks langs te halen om het stof weg te krijgen: dat lukt al niet meer met gaatjes van zulk formaat.

[batjes]

nja gezien er geen actieve ventilator lucht in zit te drukken kan dit best meevallen. ziet eruit als een koelblok voor een CPU en die hoef je ook niet elke 2 weken schoon te maken.
1x per jaar schoonmaken is wel aan te raden, maar bij normale ventilators ook, dus dat veranderd niet echt vermoed ik zo.

[Verwijderd]

is dit niet een beetje te laat? CPU's worden steeds zuiniger en kleiner. Tegen dat dit product voor consumenten verkrijgbaar is zijn we minstens 2015. Tegen dan brengt Intel zijn 10nm cpu's uit.

Nu ben ik een leek op dat gebied dus kan goed zijn dat ik de bal volledig mis sla

[rutger465]

efficientere koeling is altijd welkom, als intel ze dan op 10nm bakt hebben ze de ruimte voor hogere kloksnelheden

[BG_tweakersnet]

Wat me niet duidelijk is; er zit een vloeistof in die de microgaten vult, door warmte zet die zich om in stoom, die na kondensatie weer vloeit in de mircogaten.

Dus er is op een of andere manier een stroom van vloeistof in het binneste van die koelvin.

Mag die koelvin dan zomaar in elek stan dgebruikt worden, of moet die bvb altijd netjes loodrecht staan? Laptops belanden al eens op de schoot en staan dan niet netjes recht....

[djwice]

Wat me niet duidelijk is; er zit een vloeistof in die de microgaten vult, door warmte zet die zich om in stoom, die na kondensatie weer vloeit in de mircogaten.

Dit werkt zoals PCM-plafonds http://doc.utwente.nl/77218/1/Entrop10energiebesparing.pdf .
Dit keer staat PCM niet voor geluid maar voor Phase Change Material, zie ook http://www.duurzaamgerenoveerd.nl/nl/phase-change-material/

[Reactie gewijzigd door djwice op 23 juli 2024 22:05]

[naaitsab]

Mooie techniek maar dit lijkt me veel duurder dan de huidige heatpipes met fins techniek? Weer een stap dichterbij fanless PC's

[DropjesLover]

Maar heatpipes en fins kosten nogal wat ruimte, die je in een laptop niet hebt. Vandaar dat dit expliciet voor kleinere electronica zoals laptops geschikt genoemd wordt.

[Verwijderd]

Fanless nieuw????, ik heb hier een bijna 12 jaar oude Medion Akoya met een Intel Pentium D 3.0GHz en die heeft geen actieve fans zolang de kamer temperatuur onder de 25 graden blijft.
En een 10 jaar oude Medion Life met Intel Pentium 4 2.4GHz die helemaal geen fans heeft.
Zo nieuw vind in het niet, het is gewoon een nieuwere manier van koelen.

[mohf]

Als je het hebt over PC's: wij gebruiken passieve koeling voor onze CPU en videokaart. Hard disk gebruiken we al jaren niet meer, is natuurlijk vervangen door een SSD.

De fan in mijn ultrabook hoor ik gelukkig nooit, behalve bij het gamen (waar hij niet voor bedoeld is). Ook een SSD erin. Muisstil dus.

[Mizgala28]

OF je zorgt ervoor dat je PC kast geluiddicht is.

[Bulkzooi]

Dit is een verkleining van de koeltechniek, verdamping, zoals gebruikt in koelcellen.

Maar wat PC's betreft is koelen een lapmiddel en niet de oplossing. De oplossing is ultra zuinige electronica.

[Reactie gewijzigd door Bulkzooi op 23 juli 2024 22:05]

[Verwijderd]

Net zo zuinig als onze brein en lichaam zou fantastisch zijn.

[MSalters]

De oplossing is diamant in plaats van silicium. Het grote voordeel van deze koeler is daarentegen dat hij al uitgevonden is.

[DaemonAngel]

Ik ben ook wel heel benieuwd. De hoge temperatuur is nefast voor zowat alles in een laptop en de mindere kwaliteit van het gebruikte materiaal en de solderingen zorgt ervoor dat dit de levensduur sterk beperkt.

Dit zou zeker in zaken zoals ultrabooks en tablets een hogere CPU prestatie kunnen waarmaken.
(Zoals tweakers aangaf draait een CPU maar zo hard als die zijn warmte kwijt kan)

[zufzuf]

Wie weet wat ze ervan zouden kunnen maken als ze nog een half miljoen gefinacieerd kregen, ik juich dit soort ontwikkelingen erg toe. De koeling van notebooks is zo bagger als de batterij ontwikkeling van de laatste paar jaren. heb een laptop van 1100 euro met hp coolsense etc maar het doet zijn woord geen waard. Dit is niet alleen bij hp maar bjj alle laptop fabrikanten zo. We leven bijna in 2014 en we hebben nogsteeds geen dunne laptop die zware taken kan uitvoeren zonder een hitte van 100 graden(voorbeeld) ofzo af te voeren. Deze oplossing gaat het irritante koeling geluid ook tegen aan en dat is ook een reden waarom ik het toejuich. Wat ik ook een x mee heb gemaakt dat de koeling paar kruimels had opgezogen, dit maakte uiteraard geen prettig geluidje. We zijn op het gebied van koeling egt aan een goede vernieuwing toe!

[SurfBoy]

Maar zuigt wel meer stof op?

[Baet]

Een fanless systeem zou toch geen koelopeningen in de behuizing nodig hoeven hebben. Als het systeem echt zo efficiënt is dan kan de behuizing of het apparaat hermetisch dicht de fabriek uit en kan er überhaupt geen stof in.

[Verwijderd]

Dat ligt eraan of het systeem voldoende warmte kwijt kan via de behuizing.Als je een systeem hebt met een groot koellichaam dan heeft dat meestal ventilatie openingen nodig zodat de warmte door middel van convectie weg kan.

[TIGER79]

nou nee fanless is letterlijk zonder fans, niet per definitie luchtdicht of zonder ventilatie...
Sterker nog een boel fanless systemen zoals embedded systemen of systeempjes zoals de welbekende Raspberry Pi en/of BeagleBone Black wil je echt niet in een compleet afgesloten behuizing proppen hoor, die worden dan zeer instabiel en raken oververhit...
Ventilatie zorgt er alleen maar dat er een natuurlijke temperatuur-afvlakking plaatsvindt tussen de "buitentemperatuur" en de "binnentemperatuur", en dat wil je ook wel...

[Doruzie]

Heel heel heel nice!

[Alexxxxxxxxxx]

En hoe gaat dit in z'n werk wanneer je niet thuis bent of geen plek hebt voor een leiding op de bank?

[djwice]

Even feedback, den convector is een verwarmingsleiding met koelvinnen.
Dit lijkt mij de overtreffende trap van koelvinnen; betere convectie dus meer warmte opbrengst als je het toepast als radiator.

Ik snap niet waarom dit -1 is ik had eerder +3 verwacht het is een concrete toepassing van deze uitvinding die tot nu toe niet was bedacht.

[fluppie007]

Eigenlijk doe je dat al, die warme lucht blaas je in de ruimte waar je pc staat en zodus verwarm je bij. In de zomer is dat natuurlijk een ongewenst effect .

[Anima-t3d]

Of in data centers... warmte van servers, warmt water op (jouw techniek rond buizen) waardoor je soort "waterkoeling/warming" hebt op grote schaal... die warmte kan opgeslagen worden of omgezet in energie.

Moest je iemand nodig hebben voor de het geldkoffertje vast te houden... ik sta klaar!