Aplikace akumulace tepla s fázovou změnou v tepelném managementu elektronických zařízení
S neustálým zlepšováním integrace elektronických zařízení se elektronická zařízení stávají menšími a menšími, ale objemový výkon nebo hustota výkonu oblasti se postupně zvyšuje, což vede k prudkému zvýšení hustoty tepelného toku zařízení. Elektronická zařízení s vysokým tepelným tokem kladou vyšší požadavky na odvod tepla, takže řízení teploty elektronických zařízení se stalo výzkumným hotspotem doma i v zahraničí. Je třeba zdůraznit, že při některých zvláštních příležitostech se tepelný management elektronických zařízení potýká s extrémně vysokým tepelným zatížením a zařízení jsou v krátkodobém přerušovaném pracovním stavu.
Pro uspokojení této zvláštní poptávky vznikla technologie tepelného managementu elektronických zařízení pro akumulaci tepla s fázovou změnou. Technologie akumulace tepla se změnou fáze využívá charakteristik materiálů pro změnu fáze (PCM), které absorbují / uvolňují energii s vysokou hustotou v procesu změny fáze pevné a kapalné pro ukládání / uvolňování tepelné energie tak, aby tlumily tepelný šok vysokého tepelného zatížení elektronických zařízení, aby byl zajištěn bezpečný a stabilní provoz elektronických zařízení. Aplikace technologie akumulace tepla s fázovou změnou v tepelném managementu elektronických zařízení zahrnuje především chladič PCM, tepelnou akumulační tepelnou trubici a okruh zásobníkové kapaliny.
Chladič PCM má snížit teplotní úroveň chladiče pomocí konstantních teplotních charakteristik materiálů s fázovou změnou v procesu změny fáze. Pro zvýšení tepelné vodivosti PCM je v chladiči konfigurována kovová konstrukce a vysoká tepelná vodivost kovu se používá k urychlení rychlosti přenosu tepla PCM. Jak je znázorněno na obrázku 1, existují chladiče s jednou dutinou, chladič s paralelními žebry s více dutinami, chladič s více dutinami s křížovou žebrou a chladič s voštinovou strukturou. Dutina chladiče je vyplněna PCM. Je třeba zdůraznit, že voštinový chladič vykazuje vynikající výkon přenosu tepla a je optimálním schématem pro řízení teploty elektronických zařízení.
Tepelná trubice má vysokou tepelnou vodivost a kapacitu přenosu tepla. Pro řešení dopadu extrémního tepelného zatížení je navržena tepelná trubice pro akumulaci tepla, která kombinuje vysokou tepelnou vodivost tepelné trubice s vysokou kapacitou akumulace energie PCM. Kromě toho může tepelná trubice také zvýšit rychlost přenosu tepla PCM. Obrázek 2 znázorňuje modul chladiče tepelné trubice pro akumulaci energie s fázovou změnou. Pracovní princip kompozitního chladiče spočívá v tom, že teplo generované zdrojem tepla je přenášeno na studenou desku a tepelná trubice absorbuje teplo ze studené desky a účinně přenáší teplo do prostoru pro skladování tepla PCM.
Ve dvoufázovém okruhu je přidáno oběhové čerpadlo a výparník je spojen s kondenzačním akumulátorem tepla potrubím, aby vytvořil dvoufázový okruhový systém pro akumulaci tepla, který může účinně zlepšit účinnost chlazení elektronických zařízení. Obrázek 3 znázorňuje strukturu dvoufázového obvodového systému akumulace tepla. V tomto systému studená tekutina absorbuje teplo zdroje tepla elektronického zařízení, uvolňuje teplo přes oblast PCM působením oběhového čerpadla, znovu se stává studenou tekutinou, znovu absorbuje teplo přes zdroj tepla a pracuje kruhově. Je třeba poznamenat, že v tomto zařízení může být výkon přenosu tepla PCM účinně zvýšen zvýšením plochy přenosu tepla na straně PCM.
