Primjena akumulacije topline s promjenom faze u termičkom upravljanju elektroničkim uređajima
Uz kontinuirano poboljšanje integracije elektroničkih uređaja, elektronički uređaji postaju sve manji i manji, ali se zapreminska snaga ili površinska gustina snage postepeno povećava, što rezultira naglim povećanjem gustine toplotnog fluksa uređaja. Elektronska oprema sa visokim protokom toplote postavlja veće zahtjeve za rasipanje topline, tako da je termalno upravljanje elektronskim uređajima postalo žarište istraživanja u zemlji i inostranstvu. Treba istaći da je u nekim posebnim prilikama termičko upravljanje elektronskim uređajima suočeno sa izuzetno visokim termičkim opterećenjem, te se uređaji nalaze u kratkom - vremenskom isprekidanom radnom stanju.
Kako bi se zadovoljila ova posebna potražnja, nastala je tehnologija upravljanja toplinom elektroničkih uređaja za pohranu topline s promjenom faze. Tehnologija skladištenja toplote sa faznom promenom koristi karakteristike materijala za promenu faze (PCM) koji apsorbuju/oslobađaju energiju velike gustine u procesu promene čvrste faze - tečne faze za skladištenje/oslobađanje toplotne energije, kako bi se ublažio toplotni udar visokog toplotnog opterećenja elektronskih uređaja, kako bi se osigurao siguran i stabilan rad elektronskih uređaja. Primjena tehnologije akumulacije topline s promjenom faze u termičkom upravljanju elektroničkim uređajima uglavnom uključuje PCM hladnjak, toplinsku cijev za akumulaciju topline i krug fluida za pohranu topline.
PCM hladnjak je smanjenje nivoa temperature hladnjaka korištenjem karakteristika konstantne temperature materijala za promjenu faze u procesu promjene faze. Da bi se poboljšala toplotna provodljivost PCM-a, metalni okvir je konfigurisan u hladnjaku, a visoka toplotna provodljivost metala se koristi za ubrzavanje brzine prenosa toplote PCM-a. Kao što je prikazano na slici 1, postoji hladnjak s jednom šupljinom, hladnjak s više šupljina s paralelnim rebrima, hladnjak sa više šupljina s poprečnim perajima i hladnjak sa strukturom saća. Šupljina hladnjaka je ispunjena PCM-om. Treba istaći da hladnjak u obliku saća pokazuje vrhunske performanse prijenosa topline i optimalna je shema za termalno upravljanje elektronskim uređajima.
Toplotna cijev ima visoku toplinsku provodljivost i kapacitet prijenosa topline. Kako bi se izborio s utjecajem ekstremnog toplinskog opterećenja, predložena je toplinska cijev za pohranu topline, koja kombinira visoku toplinsku provodljivost toplinske cijevi s visokim kapacitetom skladištenja energije PCM-a. Štaviše, toplotna cijev također može povećati brzinu prijenosa topline PCM-a. Slika 2 prikazuje modul hladnjaka toplinske cijevi za skladištenje topline s promjenom faze. Princip rada kompozitnog hladnjaka je da se toplota koju generiše izvor toplote prenosi na hladnu ploču, a toplotna cev apsorbuje toplotu iz hladne ploče i efikasno prenosi toplotu u PCM područje skladištenja toplote.
U dvofazni krug -, cirkulaciona pumpa je dodana, a isparivač je spojen sa kondenzacionim akumulatorom toplote kroz cevovod kako bi se formirao sistem sa dva - fazna kola za skladištenje toplote, koji može efikasno poboljšati efikasnost hlađenja elektronskih uređaja. Slika 3 prikazuje strukturu sistema akumulacije toplote sa dva - fazna kola. U ovom sistemu, hladni fluid apsorbuje toplotu izvora toplote elektronskog uređaja, oslobađa toplotu kroz PCM područje pod dejstvom cirkulacione pumpe, ponovo postaje hladan fluid, ponovo apsorbuje toplotu kroz izvor toplote i radi kružno. Treba napomenuti da se u ovom uređaju performanse prenosa toplote PCM-a mogu efikasno poboljšati povećanjem površine prenosa toplote na strani PCM-a.
