фазова зміна теплоакумуляційних теплових рішень
З постійним удосконаленням інтеграції електронних пристроїв електронні пристрої стають все меншими, але об’ємна потужність або щільність потужності площі поступово зростає, що призводить до різкого збільшення щільності теплового потоку пристроїв. Електронне обладнання з високим тепловим потоком висуває підвищені вимоги до термічного охолодження, тому керування температурою електронних пристроїв стало гарячою точкою досліджень у країні та за кордоном. Слід зазначити, що в деяких особливих випадках управління температурою електронних пристроїв стикається з надзвичайно високим тепловим навантаженням, і пристрої перебувають у короткочасному переривчастому робочому стані.
Щоб задовольнити цей особливий попит, з’явилася технологія терморегулювання електронних пристроїв накопичення тепла зі зміною фаз. Технологія накопичення тепла з фазовою зміною використовує характеристики матеріалів із фазовою зміною (PCM), які поглинають/вивільняють енергію високої щільності в процесі зміни фази тверда речовина в рідину для накопичення/вивільнення теплової енергії, щоб буферизувати тепловий шок високого теплового навантаження електронні пристрої, щоб забезпечити безпечну та стабільну роботу електронних пристроїв. Застосування технології накопичення тепла зі зміною фази в управлінні теплом електронних пристроїв головним чином включає радіатор PCM, теплову трубку накопичувача тепла та контур теплоакумулюючої рідини.
Радіатор PCM призначений для зниження рівня температури радіатора за допомогою постійних температурних характеристик матеріалів зі зміною фази в процесі зміни фази. Щоб підвищити теплопровідність PCM, у радіаторі встановлено металевий каркас, а висока теплопровідність металу використовується для прискорення швидкості теплопередачі PCM. Як показано на малюнку 1, є радіатор з одною порожниною, радіатор із паралельними ребрами з кількома порожнинами, радіатор з перехресними ребрами з кількома порожнинами та радіатор зі стільниковою структурою. Порожнина радіатора заповнена PCM. Слід зазначити, що стільниковий радіатор демонструє чудову тепловіддачу і є оптимальною схемою для терморегулювання електронних пристроїв.
Теплова трубка має високу теплопровідність і тепловіддачу. Щоб впоратися з впливом екстремального теплового навантаження, запропоновано теплову трубу для зберігання тепла, яка поєднує в собі високу теплопровідність теплової труби з високою ємністю зберігання енергії PCM. Крім того, теплова трубка також може підвищити швидкість теплопередачі PCM. На малюнку 2 показаний модуль радіатора теплової труби для зберігання тепла зі зміною фази. Принцип роботи композитного радіатора полягає в тому, що тепло, яке генерується джерелом тепла, передається холодній пластині, а теплова трубка поглинає тепло від холодної пластини та ефективно передає тепло до зони зберігання тепла PCM.
У двофазному контурі додається циркуляційний насос, а випарник з’єднується з акумулятором тепла конденсації через трубопровід, щоб утворити двофазну систему накопичення тепла, яка може ефективно підвищити ефективність охолодження електронних пристроїв. На рисунку 3 зображено структуру теплоакумуляційної двофазної схеми. У цій системі холодна рідина поглинає тепло джерела тепла електронного пристрою, віддає тепло через зону PCM під дією циркуляційного насоса, знову стає холодною рідиною, знову поглинає тепло через джерело тепла і працює по колу. Слід зазначити, що в цьому пристрої продуктивність теплопередачі PCM може бути ефективно покращена шляхом збільшення площі теплопередачі на стороні PCM.
