פתרונות קירור חדשניים עבור מסנן פעיל בסביבה עתירה גבוהה

חומרים לשינוי בשלב (PCMs)

PCMs לספק כיפוף תרמי פסיבי על ידי סופג חום מאוחר במהלך התכה ושחרורו במהלך קידוד.עבור מסננים פעילים הנתונים על עומסים גבוהים לסירוגין, PCMs כגון שעווה paraffines, מלח hydrates, או ⁇ מתכתי יכול "smooth" ספייקות טמפרטורה גבוהה יותר.FLT:0 Integration כרוך הטמעת חום מלא או מלא של PC LT הם דורשים פונקציונליים קיצוניים עבור רכיבים אנרגיה גבוהה יותר.

פתרונות חימום ו- Vapor Chamber Solutions

צינורות חום הם צינורות נחושת חתומות המכילות נוזל עבודה (מים, אמוניה, או קירור) כי מתאדה בקצה החם ו condenses בקצה הקר, העברת חום באמצעות פעולה capillary. Vapor תאים לעבוד על אותו עיקרון אבל להפיץ חום על שטח גדול יותר, מה שהופך אותם יעילים עבור מודולי חשמל תוכנית קירור.זה יכול להעביר חום עם התנהגות תרמית יעילה 50 - במיוחד כי הם פילטרים יציבים.

ננופולים ו-Remmerants

ננואידים מושפעים מפינוי חלקיקים (למשל, אל2O3, CuO או גרפן) בנוזל בסיס כמו מים או ethylene glycol.FLT:0 השעיות אלה יכולות להגביר את ההתנהגות התרמית על ידי 20–50%FLT:1 בהשוואה לנוזל הבסיס הטהור, שיפור חום ללא עלייה פרופורציונלית במשאבת כוח.

הערכת פתרונות קירור: ביצועים ומימוש

בחירת הפתרון הנכון קירור דורש הערכה שיטתית של התנגדות תרמית, עלות, אמינות ותחזוקה.ההשוואה הבאה מדגישה תכונות מפתח של כל טכנולוגיה.

• (ב) ,0) ,"התקר: "התערות החום הגבוהה ביותר"; דורש משאבה, מאגר ותחזוקה נוזלית; הטוב ביותר עבור עומסים גבוהים מתמשכים.
• (ב) ,0)PCMssssssher:0) 1 {\displaystyle Energy; מוגבל לעומסים טרנספורמטיביים; שילוב פשוט אך יכולת סופית.
• (ב) ,0) צינורות היבול / Vapor Chambers:veFLT 1 Passive, תחזוקה ללא תשלום; התפשטות חום מעולה; יכולת מתונה; אידיאלי עבור מחסנים חתומות.
• (ב) ,0)Nanofluidsua:FLT:1 שיפור ביצועים של קירור נוזלי; עדיין בפיתוח; דורש ניהול יציבות זהירה.

מהנדסים חייבים גם לשקול אינטראקציות ברמה של מערכת.לדוגמה, FLT:0Electronics Cooling MagazineirFLT:1 מספק מחקרים מקרה מראה כי שילוב של PCMs עם צינורות חום יכול להאריך את הציפוי תרמי ללא רכיבים פעילים.

אסטרטגיות יישום ופרקטיקה הטובה ביותר

שילוב קירור חדשני לתוך עיצוב מסנן פעיל - או רטרופיכת יחידה קיימת - תכנון זהיר כדי למנוע תקלות ביצועים.

חידוש לעומת עיצובים חדשים

עבור מתקנים קיימים, כיור חום מבוסס צינורות או מודולים PCM לעתים קרובות ניתן להוסיף עם שינוי מינימלי של המתחם המסנן. רטרוfits קירור נוזל הם פולשני יותר, בדרך כלל דורש משאבות חיצוניות ו piping. עיצובים חדשים צריך לשלב קירור ברמת האדריכלות, מיקום מוליכים למחצה כוח ליד ממשק הקירור ולהבטיח נתיב התנגדות מינימלי.

שילוב עם ארכיטקטורת מערכת

מסננים פעילים חולקים לעתים קרובות מתחם עם אלקטרוניקה כוח אחר (מפעילים, ממירים) קו-עיצוב של מסלולי זרימת אוויר, מיקום של רכיבים רגישים לחום, והפרדה של מקורות חום יכול לשפר באופן דרמטי את הניהול התרמי הכולל.

מגמות עתידיות בטכנולוגיית קירור עבור פילטרים פעילים

הכונן לכיוון של דגני חשמל גבוהים יותר וסביבות הפעלה קשות יותר ממשיך לעורר חדשנות. מגמות מספריות נועדו לעצב מחדש את האופן שבו מסננים פעילים מגניבים.

2-Phase Cooling

קירור דו-phase ⁇ וקירור ריסוס כרוכים בהערכה של נוזל דיאלקטרי ישירות על רכיבים חמים.טכניקות אלה יכולות להשיג אפקטיביות בחום גבוה מאוד (>1000 W / m2K) והם כבר בשימוש במיחשוב ביצועים גבוהים.הסתגלות אותם לסננים פעילים יכול לאפשר עלייה משמעותית של צפיפות כוח.

Machine Learning for thermal Management

בקרים חכמים המנוונים את מהירות המשאבה, מהירויות המעריצים או את שערי זרימת הנוזלים המבוססים על חיי טמפרטורה בזמן אמת יכולים להפחית את צריכת האנרגיה תוך שמירה על שולי בטיחות.FLT:0.

מסקנה

ככל שסביבות תעשייתיות צומחות חם יותר ואלקטרוניקה כוח הופכת קומפקטית יותר, הקירור של מעברים פעילים ממחשבה למשמעת עיצובית הליבה.פתרונות חדשניים - מקירור ו- PCMs ועד צינורות חום וננו-הנופלואידים - מהנדסים כלי רב צדדי לשמירה על ביצועים ואמינות.FLT:0 המפתח להצלחה הוא תואם את הטכנולוגיה התרמית לעומס הספציפי, תנאי אחסון יעילים יותר, ללא ספק, דרישות פיתוח יעיל יותר.

לקריאה נוספת על אסטרטגיות ניהול תרמי, לשקול משאבים מ-FLT:0Power ElectronicsFLT:1 ו-FLT:2DOE / ETDE דוחות טכנולוגיה