Primjena skladištenja topline faznom promjenom u termičkom upravljanju elektroničkim uređajima
Uz stalno poboljšanje integracije elektroničkih uređaja, elektronički uređaji postaju sve manji i manji, ali se snaga volumena ili gustoća snage područja postupno povećava, što rezultira naglim povećanjem gustoće toplinskog toka uređaja. Elektronička oprema visokog toplinskog toka postavlja veće zahtjeve za rasipanje topline, tako da je termičko upravljanje elektroničkim uređajima postalo istraživačko žarište u zemlji i inozemstvu. Treba istaknuti da je u nekim posebnim prilikama termičko upravljanje elektroničkim uređajima suočeno s iznimno visokim toplinskim opterećenjem, a uređaji su u kratkom povremenom radnom stanju.
Kako bi se zadovoljila ova posebna potražnja, nastala je tehnologija termičkog upravljanja elektroničkim uređajima za pohranu topline fazne promjene. Tehnologija za pohranu topline faznom promjenom koristi karakteristike materijala za faznu promjenu (PCM) koji apsorbiraju / oslobađaju energiju visoke gustoće u procesu promjene faze krute tekućine za pohranu / oslobađanje toplinske energije, kako bi se zaštitio toplinski šok visokog toplinskog opterećenja elektroničkih uređaja, kako bi se osigurao siguran i stabilan rad elektroničkih uređaja. Primjena tehnologije pohrane topline fazne promjene u termičkom upravljanju elektroničkim uređajima uglavnom uključuje PCM hladnjak, toplinsku cijev za skladištenje topline i krug tekućine za pohranu topline.
PCM hladnjak je smanjiti temperaturnu razinu hladnjaka koristeći stalne temperaturne karakteristike materijala za faznu promjenu u procesu fazne promjene. Kako bi se poboljšala toplinska vodljivost PCM-a, u hladnjaku je konfiguriran metalni okvir, a visoka toplinska vodljivost metala koristi se za ubrzavanje brzine prijenosa topline PCM-a. Kao što je prikazano na slici 1., postoje hladnjak s jednom šupljinom, paralelni sudoper topline peraja s više šupljina, hladnjak poprečne peraje s više šupljina i hladnjak strukture saća. Šupljina hladnjaka ispunjena je PCM-om. Treba naglasiti da hladnjak saća pokazuje vrhunske performanse prijenosa topline i optimalna je shema za toplinsko upravljanje elektroničkim uređajima.
Toplinska cijev ima visok kapacitet toplinske vodljivosti i prijenosa topline. Kako bi se riješio utjecaj ekstremnog toplinskog opterećenja, predlaže se toplinska cijev za skladištenje topline, koja kombinira visoku toplinsku vodljivost toplinske cijevi s visokim kapacitetom skladištenja energije PCM-a. Štoviše, toplinska cijev također može poboljšati brzinu prijenosa topline PCM-a. Slika 2 prikazuje modul toplinskog sudopera toplinske cijevi za faznu promjenu. Princip rada kompozitnog hladnjaka je da se toplina koju stvara izvor topline prenosi na hladnu ploču, a toplinska cijev apsorbira toplinu iz hladne ploče i učinkovito prenosi toplinu u područje za pohranu topline PCM.
U dvofaznom krugu dodaje se cirkulirajuća crpka, a isparivač je spojen s akumulatorom kondenzacije topline kroz cjevovod kako bi se stvorio dvofazni sustav toplinskog skladištenja, koji može učinkovito poboljšati učinkovitost hlađenja elektroničkih uređaja. Slika 3 prikazuje strukturu dvofaznog sustava toplinskog skladištenja. U ovom sustavu, hladna tekućina apsorbira toplinu izvora topline elektroničkog uređaja, oslobađa toplinu kroz područje PCM-a pod djelovanjem cirkulirajuće crpke, ponovno postaje hladna tekućina, ponovno upija toplinu kroz izvor topline i radi kružno. Treba napomenuti da se u ovom uređaju performanse prijenosa topline PCM-a mogu učinkovito poboljšati povećanjem područja prijenosa topline na PCM strani.
