Тепловые решения для аккумулирования тепла с фазовым переходом
С постоянным улучшением интеграции электронных устройств электронные устройства становятся все меньше и меньше, но объемная мощность или удельная мощность мощности постепенно увеличивается, что приводит к резкому увеличению плотности теплового потока устройств. Электронное оборудование с высоким тепловым потоком выдвигает более высокие требования к тепловому охлаждению, поэтому управление температурным режимом электронных устройств стало горячей точкой исследований в стране и за рубежом. Следует отметить, что в некоторых особых случаях управление температурой электронных устройств сталкивается с чрезвычайно высокой тепловой нагрузкой, и устройства находятся в кратковременном прерывистом рабочем состоянии.
Чтобы удовлетворить этот особый спрос, появилась технология управления температурой электронных устройств хранения тепла с фазовым переходом. Технология накопления тепла с фазовым переходом использует характеристики материалов с фазовым переходом (PCM), поглощающих / выделяющих энергию высокой плотности в процессе фазового перехода твердое тело-жидкость, для хранения / выделения тепловой энергии, чтобы смягчить тепловой удар высокой тепловой нагрузки. электронные устройства, чтобы обеспечить безопасную и стабильную работу электронных устройств. Применение технологии аккумулирования тепла с фазовым переходом в управлении температурой электронных устройств в основном включает в себя радиатор PCM, тепловую трубку с аккумулированием тепла и контур теплоносителя.
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 PCM, в радиаторе сконфигурирован металлический каркас, а высокая теплопроводность металла используется для увеличения скорости теплопередачи PCM. Как показано на рис. 1, имеются радиаторы с одной полостью, радиаторы с параллельными ребрами и несколькими полостями, радиаторы с перекрестными ребрами и 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 теплоемкостью. Чтобы справиться с воздействием экстремальной тепловой нагрузки, предлагается теплоаккумулирующая тепловая труба, которая сочетает в себе высокую теплопроводность тепловой трубы с высокой энергоемкостью PCM. Кроме того, тепловая трубка также может повысить скорость теплопередачи PCM. На рис. 2 показан модуль теплоотвода с аккумулирующей теплотой с фазовым переходом. Принцип работы композитного радиатора заключается в том, что тепло, выделяемое источником тепла, передается на охлаждающую пластину, а тепловая трубка поглощает тепло от охлаждающей пластины и эффективно передает тепло в область хранения тепла PCM.
В двухфазном контуре добавляется циркуляционный насос, а испаритель соединяется с аккумулятором тепла конденсации через трубопровод, образуя двухфазную систему аккумулирования тепла, которая может эффективно повысить эффективность охлаждения электронных устройств. На рис. 3 показана структура двухфазной системы аккумулирования тепла. В этой системе холодная жидкость поглощает тепло источника тепла электронного устройства, выделяет тепло через область РСМ под действием циркуляционного насоса, снова становится холодной жидкостью, снова поглощает тепло через источник тепла и работает по кругу. Следует отметить, что в этом устройстве характеристики теплопередачи ПКМ могут быть эффективно улучшены за счет увеличения площади теплопередачи на стороне ПКМ.
