Gestió tèrmica d'emmagatzematge de calor de canvi de fase dels dispositius electrònics
Amb la millora contínua de la integració de dispositius electrònics, els dispositius electrònics són cada cop més petits, però la potència de volum o la densitat de potència d'àrea augmenta gradualment, donant lloc a un fort augment de la densitat de flux de calor dels dispositius. Els equips electrònics d'alt flux de calor plantegen requisits més alts per a la dissipació de calor, de manera que la gestió tèrmica dels dispositius electrònics s'ha convertit en un punt d'investigació a casa i a l'estranger. Cal assenyalar que en algunes ocasions especials, la gestió tèrmica dels dispositius electrònics s'enfronta a una càrrega tèrmica extremadament elevada i els dispositius es troben en un estat de treball intermitent de curta durada.
Per satisfer aquesta demanda especial, va néixer la tecnologia de gestió tèrmica dels dispositius electrònics d'emmagatzematge de calor de canvi de fase. La tecnologia d'emmagatzematge de calor de canvi de fase utilitza les característiques dels materials de canvi de fase (PCM) que absorbeixen / alliberen energia d'alta densitat en el procés de canvi de fase sòlid-líquid per emmagatzemar / alliberar energia tèrmica, per tal d'amortir el xoc tèrmic de la càrrega tèrmica elevada de dispositius electrònics, per tal de garantir el funcionament segur i estable dels dispositius electrònics. L'aplicació de la tecnologia d'emmagatzematge de calor de canvi de fase en la gestió tèrmica de dispositius electrònics inclou principalment dissipador de calor PCM, tub de calor d'emmagatzematge de calor i circuit de fluid d'emmagatzematge de calor.
El dissipador de calor PCM és reduir el nivell de temperatura del dissipador de calor mitjançant l'ús de les característiques de temperatura constant dels materials de canvi de fase en el procés de canvi de fase. Per millorar la conductivitat tèrmica del PCM, es configura un marc metàl·lic al dissipador de calor i s'utilitza l'alta conductivitat tèrmica del metall per accelerar la velocitat de transferència de calor del PCM. Com es mostra a la figura 1, hi ha dissipador de calor d'una sola cavitat, dissipador de calor d'aleta paral·lel de múltiples cavitats, dissipador de calor d'aleta creuada de múltiples cavitats i dissipador de calor d'estructura de bresca. La cavitat del dissipador de calor s'omple amb PCM. Cal assenyalar que el dissipador de calor de niu d'abella mostra un rendiment de transferència de calor superior i és un esquema òptim per a la gestió tèrmica dels dispositius electrònics.
El tub de calor té una alta conductivitat tèrmica i capacitat de transferència de calor. Per fer front a l'impacte de la càrrega tèrmica extrema, es proposa un tub de calor d'emmagatzematge de calor, que combina l'alta conductivitat tèrmica del tub de calor amb l'alta capacitat d'emmagatzematge d'energia del PCM. A més, el tub de calor també pot millorar la velocitat de transferència de calor de PCM. La figura 2 mostra el mòdul del dissipador de calor del tub d'emmagatzematge de calor de canvi de fase. El principi de funcionament del dissipador de calor compost és que la calor generada per la font de calor es transfereix a la placa freda i el tub de calor absorbeix la calor de la placa freda i la transfereix de manera eficient a l'àrea d'emmagatzematge de calor PCM.
Al circuit bifàsic, s'afegeix la bomba de circulació i l'evaporador s'acobla amb l'acumulador de calor de condensació a través de la canonada per formar un sistema de circuit bifàsic d'emmagatzematge de calor, que pot millorar eficaçment l'eficiència de refrigeració dels dispositius electrònics. La figura 3 mostra l'estructura del sistema de circuits bifàsics d'emmagatzematge de calor. En aquest sistema, el fluid fred absorbeix la calor de la font de calor del dispositiu electrònic, allibera calor a través de l'àrea PCM sota l'acció de la bomba de circulació, torna a ser el fluid fred, absorbeix calor a través de la font de calor de nou i funciona circularment. Cal tenir en compte que en aquest dispositiu, el rendiment de transferència de calor del PCM es pot millorar de manera efectiva augmentant l'àrea de transferència de calor al costat del PCM.
