Термическое управление электронными устройствами с фазовым изменением аккумулирования тепла
С постоянным улучшением интеграции электронных устройств электронные устройства становятся все меньше и меньше, но объемная мощность или плотность мощности по площади постепенно увеличивается, что приводит к резкому увеличению плотности теплового потока устройств. Электронное оборудование с высоким тепловым потоком предъявляет более высокие требования к рассеиванию тепла, поэтому управление температурным режимом электронных устройств стало горячей точкой исследований в стране и за рубежом. Следует отметить, что в некоторых особых случаях терморегулирование электронных устройств сталкивается с чрезвычайно высокой тепловой нагрузкой, и устройства находятся в кратковременном прерывистом рабочем состоянии.
Чтобы удовлетворить этот особый спрос, возникла технология терморегулирования электронных устройств, аккумулирующих тепло с фазовым переходом. Технология хранения тепла с фазовым переходом использует характеристики материалов с фазовым переходом (PCM), поглощающих / высвобождающих энергию высокой плотности в процессе фазового перехода твердого тела и жидкости для хранения / выделения тепловой энергии, чтобы амортизировать тепловой удар высокой тепловой нагрузки электронные устройства, чтобы обеспечить безопасную и стабильную работу электронных устройств. Применение технологии накопления тепла с фазовым изменением в терморегулировании электронных устройств в основном включает в себя радиатор PCM, тепловую трубку для хранения тепла и контур жидкости для хранения тепла.
Радиатор PCM предназначен для снижения уровня температуры радиатора за счет использования постоянных температурных характеристик материалов с фазовым переходом в процессе фазового перехода. Чтобы повысить теплопроводность ПКМ, в радиаторе установлен металлический каркас, а высокая теплопроводность металла используется для ускорения скорости теплопередачи ПКМ. Как показано на рисунке 1, существуют радиатор с одной полостью, радиатор с параллельными ребрами и несколькими полостями, радиатор с перекрестными ребрами и радиатор с сотовой структурой. Полость радиатора заполнена ПКМ. Следует отметить, что сотовый радиатор демонстрирует превосходные характеристики теплопередачи и является оптимальной схемой управления температурой электронных устройств.
Тепловая трубка обладает высокой теплопроводностью и способностью теплопередачи. Чтобы справиться с воздействием экстремальной тепловой нагрузки, предлагается теплоаккумулирующая тепловая трубка, которая сочетает в себе высокую теплопроводность тепловой трубки с высокой энергоемкостью PCM. Кроме того, тепловая трубка также может повысить скорость теплопередачи PCM. На рисунке 2 показан модуль теплоотвода с тепловой трубкой с фазовым изменением. Принцип работы композитного радиатора заключается в том, что тепло, генерируемое источником тепла, передается на холодную пластину, а тепловая трубка поглощает тепло от холодной пластины и эффективно передает тепло в область хранения тепла PCM.
В двухфазной схеме добавляется циркуляционный насос, а испаритель соединяется с конденсационным тепловым аккумулятором через трубопровод, образуя систему двухфазного контура аккумулирования тепла, которая может эффективно повысить эффективность охлаждения электронных устройств. На рисунке 3 показана структура двухфазной контурной системы аккумулирования тепла. В этой системе холодная жидкость поглощает тепло источника тепла электронного устройства, выделяет тепло через область ПКМ под действием циркуляционного насоса, снова становится холодной жидкостью, снова поглощает тепло через источник тепла и работает по кругу. Следует отметить, что в этом устройстве эффективность теплопередачи ПКМ может быть эффективно улучшена за счет увеличения площади теплопередачи на стороне ПКМ.
