การประยุกต์ใช้การจัดเก็บความร้อนการเปลี่ยนแปลงเฟสในการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีขนาดเล็กลงและเล็กลง แต่กําลังระดับเสียงหรือความหนาแน่นของพลังงานในพื้นที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ส่งผลให้ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การไหลของความร้อนสูงทําให้ความต้องการที่สูงขึ้นสําหรับการกระจายความร้อนดังนั้นการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงกลายเป็นจุดวิจัยทั้งในและต่างประเทศ ควรชี้ให้เห็นว่าในบางโอกาสการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องเผชิญกับภาระความร้อนสูงมากและอุปกรณ์อยู่ในสถานะการทํางานเป็นระยะ ๆ

เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษนี้เทคโนโลยีการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การจัดเก็บความร้อนของเฟสเปลี่ยนเข้ามา เทคโนโลยีการจัดเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสใช้ลักษณะของวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) ดูดซับ / ปล่อยพลังงานความหนาแน่นสูงในกระบวนการเปลี่ยนเฟสที่เป็นของแข็งของเหลวเพื่อจัดเก็บ / ปล่อยพลังงานความร้อนเพื่อบัฟเฟอร์แรงกระแทกจากความร้อนของโหลดความร้อนสูงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้แน่ใจว่าการทํางานที่ปลอดภัยและมั่นคงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการจัดเก็บความร้อนการเปลี่ยนแปลงเฟสในการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่รวมถึงอ่างความร้อน PCM ท่อความร้อนเก็บความร้อนและวงจรเก็บความร้อนของเหลว

ครีบระบายความร้อน PCM คือการลดระดับอุณหภูมิของอ่างความร้อนโดยใช้ลักษณะอุณหภูมิคงที่ของวัสดุเปลี่ยนเฟสในกระบวนการเปลี่ยนเฟส เพื่อเพิ่มการนําความร้อนของ PCM กรอบโลหะจะถูกกําหนดค่าในอ่างความร้อนและการนําความร้อนสูงของโลหะถูกนํามาใช้เพื่อเร่งอัตราการถ่ายเทความร้อนของ PCM ดังแสดงในรูปที่ 1 มีอ่างความร้อนโพรงเดียวอ่างความร้อนครีบขนานหลายช่องอ่างความร้อนครีบข้ามโพรงหลายช่องและอ่างความร้อนโครงสร้างรังผึ้ง โพรงของอ่างความร้อนเต็มไปด้วย PCM ควรชี้ให้เห็นว่าครีบระบายความร้อนรังผึ้งแสดงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่เหนือกว่าและเป็นรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ท่อความร้อนมีการนําความร้อนสูงและความสามารถในการถ่ายเทความร้อน เพื่อจัดการกับผลกระทบของภาระความร้อนสูงมีการเสนอท่อความร้อนเก็บความร้อนซึ่งรวมการนําความร้อนสูงของท่อความร้อนเข้ากับความสามารถในการเก็บพลังงานสูงของ PCM นอกจากนี้ท่อความร้อนยังสามารถเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนของ PCM รูปที่ 2 แสดงโมดูลอ่างความร้อนท่อความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส หลักการทํางานของครีบระบายความร้อนคอมโพสิตคือความร้อนที่เกิดจากแหล่งความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังแผ่นเย็นและท่อความร้อนดูดซับความร้อนจากแผ่นเย็นและถ่ายโอนความร้อนไปยังพื้นที่เก็บความร้อน PCM ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในวงจรสองเฟสจะมีการเพิ่มปั๊มหมุนเวียนและเครื่องระเหยควบคู่ไปกับตัวสะสมความร้อนแบบควบแน่นผ่านท่อเพื่อสร้างระบบวงจรสองเฟสที่เก็บความร้อนซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รูปที่ 3 แสดงโครงสร้างของระบบวงจรสองเฟสในการจัดเก็บความร้อน ในระบบนี้ของเหลวเย็นจะดูดซับความร้อนของแหล่งความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปล่อยความร้อนผ่านพื้นที่ PCM ภายใต้การกระทําของปั๊มหมุนเวียนกลายเป็นของเหลวเย็นอีกครั้งดูดซับความร้อนผ่านแหล่งความร้อนอีกครั้งและทํางานเป็นวงกลม ควรสังเกตว่าในอุปกรณ์นี้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของ PCM สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนที่ด้าน PCM