Faseskift varmelagring termisk styring af elektroniske enheder
Med den kontinuerlige forbedring af integrationen af elektroniske enheder bliver elektroniske enheder mindre og mindre, men volumeneffekten eller arealeffekttætheden øges gradvist, hvilket resulterer i en kraftig stigning i enhedernes varmefluxtæthed. Elektronisk udstyr med høj varmestrøm stiller højere krav til varmeafledning, så termisk styring af elektroniske enheder er blevet et forskningshotspot i ind- og udland. Det skal påpeges, at den termiske styring af elektroniske enheder i nogle særlige tilfælde er udsat for ekstrem høj termisk belastning, og enhederne er i en kortvarig intermitterende funktionstilstand.
For at imødekomme denne særlige efterspørgsel opstod den termiske styringsteknologi af faseskift varmelagring elektroniske enheder. Faseændringsvarmelagringsteknologi bruger egenskaberne ved faseændringsmaterialer (PCM), der absorberer/frigiver højdensitetsenergi i processen med fast-væskefaseændring til at lagre/frigive varmeenergi for at buffere det termiske chok ved høj termisk belastning af elektroniske enheder, for at sikre sikker og stabil drift af elektroniske enheder. Anvendelsen af faseskift varmelagringsteknologi i termisk styring af elektroniske enheder omfatter hovedsageligt PCM køleplade, varmelagringsvarmerør og varmelagringsvæskekredsløb.
PCM køleplade er at reducere temperaturniveauet af kølepladen ved at bruge de konstante temperaturkarakteristika for faseændringsmaterialer i processen med faseændring. For at forbedre den termiske ledningsevne af PCM, er en metalramme konfigureret i kølepladen, og den høje termiske ledningsevne af metal bruges til at accelerere varmeoverførselshastigheden af PCM. Som vist i figur 1 er der køleplade med enkelt hulrum, parallel køleplade med flere hulrum, kølelegeme med tværfinner med flere hulrum og kølelegeme med honeycomb-struktur. Kaviteten i kølepladen er fyldt med PCM. Det skal påpeges, at honeycomb-kølepladen viser overlegen varmeoverførselsydelse og er en optimal ordning til termisk styring af elektroniske enheder.
Varmerør har høj varmeledningsevne og varmeoverførselskapacitet. For at håndtere påvirkningen af ekstrem termisk belastning foreslås et varmelagringsvarmerør, som kombinerer varmerørets høje varmeledningsevne med PCM's høje energilagringskapacitet. Desuden kan varmerøret også forbedre varmeoverførselshastigheden for PCM. Figur 2 viser faseændringsvarmelagervarmerørskøleplademodulet. Arbejdsprincippet for den sammensatte køleplade er, at den varme, der genereres af varmekilden, overføres til den kolde plade, og varmerøret absorberer varmen fra den kolde plade og overfører varmen effektivt til PCM-varmelagerområdet.
I det tofasede kredsløb tilføjes cirkulationspumpen, og fordamperen kobles sammen med kondensationsvarmeakkumulatoren gennem rørledningen for at danne et varmelagrings tofaset kredsløbssystem, som effektivt kan forbedre køleeffektiviteten af elektroniske enheder. Figur 3 viser strukturen af varmelagring to-faset kredsløbssystem. I dette system absorberer den kolde væske varmen fra den elektroniske enheds varmekilde, frigiver varme gennem PCM-området under påvirkning af cirkulationspumpen, bliver til den kolde væske igen, absorberer varme gennem varmekilden igen og arbejder cirkulært. Det skal bemærkes, at i denne enhed kan varmeoverførselsydelsen af PCM effektivt forbedres ved at øge varmeoverførselsarealet på PCM-siden.
