fazna promjena heat storage toplinska rješenja
Uz kontinuirano poboljšanje integracije elektroničkih uređaja, elektronički uređaji postaju sve manji i manji, ali volumenska snaga ili površinska gustoća snage postupno se povećavaju, što rezultira naglim povećanjem gustoće toplinskog toka uređaja. Elektronička oprema s visokim protokom topline postavlja veće zahtjeve za toplinsko hlađenje, pa je upravljanje toplinom elektroničkih uređaja postalo žarište istraživanja u zemlji i inozemstvu. Treba istaknuti da je u nekim posebnim prilikama toplinsko upravljanje elektroničkih uređaja suočeno s izrazito velikim toplinskim opterećenjem, te su uređaji u kratkotrajnom isprekidanom radnom stanju.
Kako bi se zadovoljila ova posebna potražnja, pojavila se tehnologija upravljanja toplinom faznih elektroničkih uređaja za pohranu topline. Tehnologija skladištenja topline s faznom promjenom koristi karakteristike materijala s faznom promjenom (PCM) koji apsorbiraju/otpuštaju energiju visoke gustoće u procesu fazne promjene kruto-tekuće za pohranjivanje/oslobađanje toplinske energije, kako bi ublažili toplinski udar visokog toplinskog opterećenja elektroničkih uređaja, kako bi se osigurao siguran i stabilan rad elektroničkih uređaja. Primjena tehnologije pohranjivanja topline s promjenom faze u upravljanju toplinom elektroničkih uređaja uglavnom uključuje PCM hladnjak, toplinsku cijev za pohranu topline i krug tekućine za pohranu topline.
PCM hladnjak je smanjiti temperaturnu razinu hladnjaka korištenjem konstantnih temperaturnih karakteristika materijala s promjenom faze u procesu promjene faze. Kako bi se poboljšala toplinska vodljivost PCM-a, metalni okvir je konfiguriran u hladnjaku, a visoka toplinska vodljivost metala koristi se za ubrzavanje brzine prijenosa topline PCM-a. Kao što je prikazano na slici 1, postoji hladnjak s jednom šupljinom, hladnjak s paralelnim rebrima s više šupljina, hladnjak s križnim rebrima s više šupljina i hladnjak sa saćastom strukturom. Šupljina hladnjaka ispunjena je PCM-om. Treba istaknuti da hladnjak u obliku saća pokazuje vrhunske performanse prijenosa topline i predstavlja optimalnu shemu za upravljanje toplinom elektroničkih uređaja.
Toplinska cijev ima visoku toplinsku vodljivost i sposobnost prijenosa topline. Kako bi se nosilo s utjecajem ekstremnog toplinskog opterećenja, predlaže se toplinska cijev za pohranu topline, koja kombinira visoku toplinsku vodljivost toplinske cijevi s visokim kapacitetom pohrane energije PCM-a. Štoviše, toplinska cijev također može povećati brzinu prijenosa topline PCM-a. Slika 2 prikazuje modul hladnjaka toplinske cijevi za pohranu topline s promjenom faze. Načelo rada kompozitnog hladnjaka je da se toplina koju stvara izvor topline prenosi na hladnu ploču, a toplinska cijev apsorbira toplinu s hladne ploče i učinkovito prenosi toplinu u PCM područje za pohranu topline.
U dvofaznom krugu dodaje se cirkulacijska pumpa, a isparivač je spojen s kondenzacijskim akumulatorom topline kroz cjevovod kako bi se formirao dvofazni sustav kruga za pohranu topline, koji može učinkovito poboljšati učinkovitost hlađenja elektroničkih uređaja. Slika 3 prikazuje strukturu dvofaznog strujnog kruga spremnika topline. U ovom sustavu hladna tekućina apsorbira toplinu izvora topline elektroničkog uređaja, oslobađa toplinu kroz PCM područje pod djelovanjem cirkulacijske pumpe, ponovno postaje hladna tekućina, ponovno apsorbira toplinu kroz izvor topline i radi kružno. Treba napomenuti da se u ovom uređaju učinak prijenosa topline PCM-a može učinkovito poboljšati povećanjem područja prijenosa topline na strani PCM-a.
