โซลูชั่นการเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส
ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ แต่ปริมาณพลังงานหรือความหนาแน่นของพลังงานในพื้นที่เพิ่มขึ้นทีละน้อย ส่งผลให้ความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีการไหลเวียนของความร้อนสูงทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับการระบายความร้อน ดังนั้นการจัดการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงกลายเป็นฮอตสปอตการวิจัยทั้งในและต่างประเทศ โปรดทราบว่าในบางโอกาสพิเศษ การจัดการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องเผชิญกับโหลดความร้อนที่สูงมาก และอุปกรณ์อยู่ในสถานะการทำงานที่ไม่ต่อเนื่องในระยะเวลาอันสั้น
เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษนี้ เทคโนโลยีการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสจึงถือกำเนิดขึ้น เทคโนโลยีการเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสใช้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM) ในการดูดซับ / ปล่อยพลังงานความหนาแน่นสูงในกระบวนการเปลี่ยนเฟสของแข็งและของเหลวเพื่อเก็บ / ปล่อยพลังงานความร้อน เพื่อบัฟเฟอร์ช็อกความร้อนของภาระความร้อนสูงของ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสในการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนใหญ่รวมถึงแผงระบายความร้อน PCM ท่อเก็บความร้อนและวงจรของเหลวเก็บความร้อน
ฮีตซิงก์ PCM คือการลดระดับอุณหภูมิของฮีตซิงก์โดยใช้ลักษณะอุณหภูมิคงที่ของวัสดุเปลี่ยนเฟสในกระบวนการเปลี่ยนเฟส เพื่อเพิ่มการนำความร้อนของ PCM จึงมีการกำหนดค่ากรอบโลหะในฮีตซิงก์ และใช้โลหะที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อเร่งอัตราการถ่ายเทความร้อนของ PCM ดังแสดงในรูปที่ 1 มีฮีตซิงก์แบบช่องเดียว ฮีตซิงก์ครีบขนานหลายช่อง ฮีตซิงก์ครีบไขว้หลายช่อง และฮีตซิงก์โครงสร้างรังผึ้ง ช่องระบายความร้อนเต็มไปด้วย PCM ควรสังเกตว่าแผงระบายความร้อนแบบรังผึ้งแสดงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่เหนือกว่าและเป็นรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดการความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ท่อความร้อนมีค่าการนำความร้อนและความสามารถในการถ่ายเทความร้อนสูง เพื่อจัดการกับผลกระทบของภาระทางความร้อนสูง จึงมีการเสนอท่อเก็บความร้อนซึ่งรวมการนำความร้อนสูงของท่อความร้อนเข้ากับความสามารถในการเก็บพลังงานสูงของ PCM นอกจากนี้ท่อความร้อนยังสามารถเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนของ PCM รูปที่ 2 แสดงโมดูลฮีตซิงก์ฮีทไปป์สำหรับเก็บความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส หลักการทำงานของแผ่นระบายความร้อนแบบคอมโพสิตคือความร้อนที่เกิดจากแหล่งความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังแผ่นเย็น และท่อความร้อนจะดูดซับความร้อนจากแผ่นเย็นและถ่ายโอนความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพไปยังพื้นที่เก็บความร้อน PCM
ในวงจรสองเฟส มีการเพิ่มปั๊มหมุนเวียน และเครื่องระเหยถูกควบรวมกับตัวสะสมความร้อนที่ควบแน่นผ่านท่อเพื่อสร้างระบบวงจรสองเฟสที่เก็บความร้อน ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รูปที่ 3 แสดงโครงสร้างระบบวงจรสองเฟสกักเก็บความร้อน ในระบบนี้ ของไหลเย็นจะดูดซับความร้อนจากแหล่งความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ปล่อยความร้อนผ่านบริเวณ PCM ภายใต้การทำงานของปั๊มหมุนเวียน กลายเป็นของไหลเย็นอีกครั้ง ดูดซับความร้อนผ่านแหล่งความร้อนอีกครั้งและทำงานเป็นวงกลม ควรสังเกตว่าในอุปกรณ์นี้ ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนของ PCM สามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนที่ด้าน PCM
