tepelné akumulačné riešenia s fázovou zmenou
S neustálym zlepšovaním integrácie elektronických zariadení sa elektronické zariadenia zmenšujú a zmenšujú, ale objemový výkon alebo plošná hustota výkonu sa postupne zvyšuje, čo má za následok prudký nárast hustoty tepelného toku zariadení. Elektronické zariadenia s vysokým tepelným tokom kladú vyššie požiadavky na tepelné chladenie, takže tepelný manažment elektronických zariadení sa stal výskumným centrom doma aj v zahraničí. Je potrebné zdôrazniť, že pri niektorých špeciálnych príležitostiach je tepelný manažment elektronických zariadení vystavený extrémne vysokému tepelnému zaťaženiu a zariadenia sú v krátkodobo prerušovanom prevádzkovom stave.
Na splnenie tejto špeciálnej požiadavky vznikla technológia tepelného manažmentu elektronických zariadení na uchovávanie tepla s fázovou zmenou. Technológia akumulácie tepla s fázovou zmenou využíva vlastnosti materiálov s fázovou zmenou (PCM), ktoré absorbujú/uvoľňujú energiu s vysokou hustotou v procese zmeny fázy tuhá látka-kvapalina na ukladanie/uvoľňovanie tepelnej energie, aby sa tlmil tepelný šok vysokej tepelnej záťaže. elektronické zariadenia, aby sa zabezpečila bezpečná a stabilná prevádzka elektronických zariadení. Aplikácia technológie akumulácie tepla s fázovou zmenou v tepelnom manažmente elektronických zariadení zahŕňa hlavne chladič PCM, tepelnú trubicu akumulujúcu teplo a okruh tekutiny na akumuláciu tepla.
PCM chladič má znížiť úroveň teploty chladiča pomocou konštantných teplotných charakteristík materiálov s fázovou zmenou v procese fázovej zmeny. Aby sa zvýšila tepelná vodivosť PCM, v chladiči je konfigurovaná kovová konštrukcia a vysoká tepelná vodivosť kovu sa používa na zrýchlenie rýchlosti prenosu tepla PCM. Ako je znázornené na obrázku 1, existujú chladič s jednou dutinou, chladič s viacerými dutinami s paralelnými rebrami, chladič s viacerými dutinami s krížovými rebrami a chladič s voštinovou štruktúrou. Dutina chladiča je vyplnená PCM. Malo by sa zdôrazniť, že voštinový chladič vykazuje vynikajúci výkon pri prenose tepla a je optimálnou schémou pre tepelné riadenie elektronických zariadení.
Tepelná trubica má vysokú tepelnú vodivosť a kapacitu prenosu tepla. Na zvládnutie vplyvu extrémneho tepelného zaťaženia sa navrhuje tepelná akumulačná tepelná trubica, ktorá kombinuje vysokú tepelnú vodivosť teplovodu s vysokou akumulačnou schopnosťou PCM. Okrem toho môže tepelná trubica tiež zvýšiť rýchlosť prenosu tepla PCM. Obrázok 2 zobrazuje modul chladiča tepelnej trubice so zmenou fázy. Pracovný princíp kompozitného chladiča spočíva v tom, že teplo generované zdrojom tepla sa prenáša na chladiacu platňu a tepelná trubica absorbuje teplo z chladiacej platne a efektívne prenáša teplo do oblasti akumulácie tepla PCM.
V dvojfázovom okruhu je pridané obehové čerpadlo a výparník je prepojený s kondenzačným tepelným akumulátorom cez potrubie, aby sa vytvoril systém dvojfázového okruhu na akumuláciu tepla, ktorý môže účinne zlepšiť účinnosť chladenia elektronických zariadení. Obrázok 3 znázorňuje štruktúru systému dvojfázového okruhu akumulácie tepla. V tomto systéme studená tekutina absorbuje teplo zdroja tepla elektronického zariadenia, uvoľňuje teplo cez oblasť PCM pôsobením obehového čerpadla, stáva sa opäť studenou tekutinou, opäť absorbuje teplo cez zdroj tepla a pracuje kruhovo. Je potrebné poznamenať, že v tomto zariadení možno výkon prenosu tepla PCM účinne zvýšiť zväčšením plochy prenosu tepla na strane PCM.
