¿Qué es una cámara de vapor?

Una de las características de enfriamiento incluidas en las tarjetas gráficas modernas es una cámara de vapor. Las cámaras de vapor se mencionan ocasionalmente en el material de marketing de las tarjetas gráficas; sin embargo, estos materiales de marketing casi nunca cubren lo que realmente es o hace una cámara de vapor.

¿Qué hace una cámara de vapor?

Una cámara de vapor es una placa delgada y relativamente plana que se utiliza para difundir el calor sobre una amplia superficie. Normalmente, se aplica una pila de aletas directamente a la superficie de la cámara de vapor para ofrecer la máxima superficie posible para el enfriamiento mediante el flujo de aire.

Consejo: una pila de aletas es un conjunto de aletas de metal que están diseñadas para maximizar el área de superficie. El aire empujado por un ventilador tiene una gran superficie desde la que puede absorber el calor de manera más eficiente.

La cámara de vapor es una placa de cobre hueca sellada al vacío. El punto de la cámara de vapor que está conectado a la fuente de calor, como una GPU, se llama evaporador. Cuando se calienta el evaporador, el líquido de la mecha se evapora y se convierte en gas. El gas caliente luego se expande para llenar el interior de la cámara, luego, una vez que alcanza una superficie más fría, el gas se condensa nuevamente. La superficie más fría se llama condensador. Luego, el líquido condensado se devuelve al evaporador a través de la mecha, para continuar el ciclo.

Consejo: una mecha de cámara de vapor actúa exactamente de la misma manera que la mecha de una vela: atrae el líquido hacia la fuente de calor.

¿Por qué las cámaras de vapor son tan efectivas?

Si bien los metales como el cobre son buenos para conducir el calor, no son el método más eficiente. Se puede transferir una gran cantidad de energía térmica a cualquier material que pase por un cambio de fase. Un cambio de fase es una transición de una forma de materia a otra, por ejemplo, de líquido a gas o de gas a líquido.

El proceso de evaporación del líquido en la cámara de vapor en un gas transfiere una gran cantidad de energía térmica al gas. Cuando el gas se condensa nuevamente, esta energía térmica se transfiere de manera eficiente al condensador.

Alternativas a una cámara de vapor

Sería posible usar un bloque de cobre sólido para realizar una tarea similar, sin embargo, este diseño sería mucho más pesado que una cámara de vapor hueca. También sería mucho más lento para transferir calor desde la fuente de calor a las aletas de enfriamiento. Esta reducción en la velocidad de transferencia de calor afectaría el rendimiento de la GPU ya que retendría más calor.

Otra alternativa comúnmente utilizada en los enfriadores de CPU son los tubos de calor. Los tubos de calor funcionan de manera similar, con un proceso de cambio de fase. Sin embargo, las tuberías de calor solo pueden transferir calor de un extremo a otro de la tubería, mientras que una cámara de vapor distribuye activamente ese calor sobre una amplia superficie. Esta diferencia en el área de la superficie del extremo / lado de enfriamiento significa que las cámaras de vapor son más eficientes para transferir calor a pilas de aletas más grandes, simplemente porque pueden estar en contacto directo con más aletas que una tubería de calor.