Elektronik cihazların termal yönetiminde faz değişim ısı depolama uygulaması
Elektronik cihazların entegrasyonunun sürekli iyileştirilmesiyle elektronik cihazlar giderek küçülmektedir, ancak ses seviyesi veya alan güç yoğunluğu giderek artmaktadır ve bu da cihazların ısı akı yoğunluğunda keskin bir artışa neden olmaktadır. Yüksek ısı akışı elektronik ekipmanları, ısı dağılımı için daha yüksek gereksinimler ortaya koyar, bu nedenle elektronik cihazların termal yönetimi yurtiçinde ve yurtdışında bir araştırma noktası haline gelmiştir. Bazı özel günlerde elektronik cihazların termal yönetiminin son derece yüksek termal yük ile karşı karşıya kaldığına ve cihazların kısa süreli aralıklı çalışma durumunda olduğuna dikkat edilmelidir.
Bu özel talebi karşılamak için faz değişim ısı depolama elektronik cihazlarının termal yönetim teknolojisi ortaya çıktı. Faz değişim ısı depolama teknolojisi, elektronik cihazların güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak için, elektronik cihazların yüksek termal yükünün termal şokunu tamponlamak için, ısı enerjisini depolamak / serbest bırakmak için katı-sıvı faz değişimi sürecinde faz değişim malzemelerinin (PCM) yüksek yoğunluklu enerjiyi emmesi / serbest bırakması özelliklerini kullanır. Elektronik cihazların termal yönetiminde faz değişim ısı depolama teknolojisinin uygulanması esas olarak PCM ısı emici, ısı depolama ısı borusu ve ısı depolama sıvı devresini içerir.
PCM ısı emici faz değişim sürecinde faz değişim malzemelerinin sabit sıcaklık özelliklerini kullanarak ısı emici sıcaklık seviyesini azaltmaktır. PCM'in ısı iletkenliğini artırmak için, ısı emicide metal bir çerçeve yapılandırılır ve PCM'nin ısı transfer hızını hızlandırmak için metalin yüksek ısı iletkenliği kullanılır. Şekil 1'de gösterildiği gibi, tek boşluklu ısı emici, çok boşluklu paralel yüzgeç ısı emici, çok boşluklu çapraz yüzgeç ısı emici ve petek yapısı ısı emici vardır. Isı emicinin boşluğu PCM ile doldurulur. Petek ısı emicinin üstün ısı transfer performansı gösterdiğine ve elektronik cihazların termal yönetimi için en uygun şema olduğuna dikkat edilmelidir.
Isı borusu yüksek ısı iletkenliğine ve ısı transfer kapasitesine sahiptir. Aşırı termal yükün etkisiyle başa çıkmak için, ısı borusunun yüksek ısı iletkenliğini PCM'nin yüksek enerji depolama kapasitesiyle birleştiren bir ısı depolama ısı borusu önerilir. Ayrıca, ısı borusu pcm ısı transfer hızını artırabilir. Şekil 2 faz değişim ısı depolama ısı borusu ısı emici modülü gösterir. Kompozit ısı emicinin çalışma prensibi, ısı kaynağının ürettiği ısının soğuk tabağa aktarılması ve ısı borusunun soğuk plakadan ısıyı emerek ısıyı pcm ısı depolama alanına verimli bir şekilde aktarmasıdır.
İki fazlı devrede, sirkülasyon pompası eklenir ve evaporatör, elektronik cihazların soğutma verimliliğini etkili bir şekilde artırabilen bir ısı depolama iki fazlı devre sistemi oluşturmak için boru hattı üzerinden yoğuşma ısı akümülatör ile birleşir. Şekil 3, ısı depolama iki fazlı devre sisteminin yapısını göstermektedir. Bu sistemde soğuk sıvı elektronik cihazın ısı kaynağının ısısını emer, sirkülasyon pompasının etkisiyle PCM alanından ısıyı serbest bırakır, tekrar soğuk sıvı haline gelir, ısı kaynağından ısıyı tekrar emer ve dairesel olarak çalışır. Bu cihazda, PCM tarafındaki ısı transfer alanının arttırılmasıyla PCM'nin ısı transfer performansının etkili bir şekilde artırılabileceği unutulmamalıdır.
