fāzes maiņas siltuma uzglabāšanas termiskie risinājumi
Nepārtraukti pilnveidojoties elektronisko ierīču integrācijai, elektroniskās ierīces kļūst arvien mazākas, bet pakāpeniski palielinās tilpuma jaudas jeb platības jaudas blīvums, kā rezultātā strauji palielinās ierīču siltuma plūsmas blīvums. Augstas siltuma plūsmas elektroniskās iekārtas izvirza augstākas prasības termiskai dzesēšanai, tāpēc elektronisko ierīču siltuma pārvaldība ir kļuvusi par pētniecības karsto punktu gan mājās, gan ārvalstīs. Jāpiebilst, ka atsevišķos īpašos gadījumos elektronisko ierīču siltuma vadība saskaras ar ārkārtīgi lielu termisko slodzi, un ierīces atrodas īslaicīgā neregulārā darba stāvoklī.
Lai apmierinātu šo īpašo pieprasījumu, tika izveidota fāzes maiņas siltuma uzglabāšanas elektronisko ierīču siltuma pārvaldības tehnoloģija. Fāzes maiņas siltuma uzglabāšanas tehnoloģija izmanto fāzes maiņas materiālu (PCM) raksturlielumus, kas absorbē/atbrīvo augsta blīvuma enerģiju cietās un šķidrās fāzes maiņas procesā, lai uzglabātu/atbrīvotu siltumenerģiju, lai buferētu lielas termiskās slodzes radīto termisko triecienu. elektroniskās ierīces, lai nodrošinātu drošu un stabilu elektronisko ierīču darbību. Fāzes maiņas siltuma uzglabāšanas tehnoloģijas pielietojums elektronisko ierīču siltuma pārvaldībā galvenokārt ietver PCM siltuma izlietni, siltuma uzglabāšanas siltuma cauruli un siltuma uzglabāšanas šķidruma ķēdi.
PCM dzesētāja mērķis ir samazināt siltuma izlietnes temperatūras līmeni, izmantojot fāzes maiņas materiālu nemainīgas temperatūras raksturlielumus fāzes maiņas procesā. Lai uzlabotu PCM siltumvadītspēju, siltuma izlietnē ir konfigurēts metāla karkass, un metāla augstā siltumvadītspēja tiek izmantota, lai paātrinātu PCM siltuma pārneses ātrumu. Kā parādīts 1. attēlā, ir viena dobuma siltuma izlietne, vairāku dobumu paralēlu spuru siltuma izlietne, vairāku dobumu šķērsspuru siltuma izlietne un šūnveida struktūras siltuma izlietne. Siltuma izlietnes dobums ir piepildīts ar PCM. Jāuzsver, ka šūnveida siltuma izlietne uzrāda izcilu siltuma pārneses veiktspēju un ir optimāla shēma elektronisko ierīču siltuma pārvaldībai.
Siltuma caurulei ir augsta siltumvadītspēja un siltuma pārneses spēja. Lai tiktu galā ar ārkārtējas termiskās slodzes ietekmi, tiek piedāvāta siltuma uzglabāšanas siltuma caurule, kas apvieno siltuma caurules augsto siltumvadītspēju ar PCM lielo enerģijas uzkrāšanas kapacitāti. Turklāt siltuma caurule var arī uzlabot PCM siltuma pārneses ātrumu. 2. attēlā parādīts fāzes maiņas siltuma uzglabāšanas siltuma caurules siltuma izlietnes modulis. Kompozītmateriāla siltuma izlietnes darbības princips ir tāds, ka siltuma avota radītais siltums tiek pārnests uz aukstuma plāksni, un siltuma caurule absorbē siltumu no aukstās plāksnes un efektīvi pārnes siltumu uz PCM siltuma uzglabāšanas zonu.
Divfāžu ķēdē tiek pievienots cirkulācijas sūknis, un iztvaicētājs caur cauruļvadu ir savienots ar kondensācijas siltuma akumulatoru, lai izveidotu siltuma uzglabāšanas divfāžu ķēdes sistēmu, kas var efektīvi uzlabot elektronisko ierīču dzesēšanas efektivitāti. 3. attēlā parādīta siltuma uzglabāšanas divfāžu ķēdes sistēmas struktūra. Šajā sistēmā aukstais šķidrums absorbē elektroniskās ierīces siltuma avota siltumu, cirkulācijas sūkņa iedarbībā izdala siltumu caur PCM zonu, atkal kļūst par auksto šķidrumu, atkal absorbē siltumu caur siltuma avotu un darbojas cirkulāri. Jāatzīmē, ka šajā ierīcē PCM siltuma pārneses veiktspēju var efektīvi uzlabot, palielinot siltuma pārneses laukumu PCM pusē.
