इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन में चरण परिवर्तन ऊष्मा भंडारण का अनुप्रयोग

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के एकीकरण के निरंतर सुधार के साथ, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण छोटे और छोटे होते जा रहे हैं, लेकिन मात्रा शक्ति या क्षेत्र शक्ति घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप उपकरणों के गर्मी फ्लक्स घनत्व में तेज वृद्धि होती है। उच्च गर्मी प्रवाह इलेक्ट्रॉनिक उपकरण गर्मी अपव्यय के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाते हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का थर्मल प्रबंधन देश और विदेश में एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ विशेष अवसरों में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन को बेहद उच्च थर्मल लोड का सामना करना पड़ता है, और उपकरण थोड़े समय के आंतरायिक कामकाजी स्थिति में होते हैं।

इस विशेष मांग को पूरा करने के लिए, चरण परिवर्तन गर्मी भंडारण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की थर्मल प्रबंधन तकनीक अस्तित्व में आई। चरण परिवर्तन गर्मी भंडारण प्रौद्योगिकी चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) की विशेषताओं का उपयोग करती है जो गर्मी ऊर्जा को स्टोर / रिलीज करने के लिए ठोस-तरल चरण परिवर्तन की प्रक्रिया में उच्च घनत्व वाली ऊर्जा को अवशोषित / जारी करती है, ताकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उच्च थर्मल लोड के थर्मल शॉक को बफर किया जा सके, ताकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित किया जा सके। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन में चरण परिवर्तन गर्मी भंडारण प्रौद्योगिकी के आवेदन में मुख्य रूप से पीसीएम गर्मी सिंक, गर्मी भंडारण गर्मी पाइप और गर्मी भंडारण द्रव सर्किट शामिल हैं।

पीसीएम गर्मी सिंक चरण परिवर्तन की प्रक्रिया में चरण परिवर्तन सामग्री की निरंतर तापमान विशेषताओं का उपयोग करके गर्मी सिंक के तापमान स्तर को कम करने के लिए है। पीसीएम की थर्मल चालकता को बढ़ाने के लिए, गर्मी सिंक में एक धातु ढांचे को कॉन्फ़िगर किया जाता है, और धातु की उच्च थर्मल चालकता का उपयोग पीसीएम की गर्मी हस्तांतरण दर में तेजी लाने के लिए किया जाता है। जैसा कि चित्रा 1 में दिखाया गया है, एकल गुहा गर्मी सिंक, बहु गुहा समानांतर पंख गर्मी सिंक, बहु गुहा क्रॉस फिन हीट सिंक और हनीकॉम्ब संरचना गर्मी सिंक हैं। गर्मी सिंक की गुहा पीसीएम से भरी हुई है। यह बताया जाना चाहिए कि हनीकॉम्ब हीट सिंक बेहतर गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन दिखाता है और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के थर्मल प्रबंधन के लिए एक इष्टतम योजना है।

हीट पाइप में उच्च तापीय चालकता और ऊष्मा हस्तांतरण क्षमता होती है। अत्यधिक थर्मल लोड के प्रभाव से निपटने के लिए, एक गर्मी भंडारण गर्मी पाइप प्रस्तावित किया गया है, जो पीसीएम की उच्च ऊर्जा भंडारण क्षमता के साथ गर्मी पाइप की उच्च थर्मल चालकता को जोड़ता है। इसके अलावा, हीट पाइप भी पीसीएम की गर्मी हस्तांतरण दर को बढ़ा सकता है। चित्रा 2 चरण परिवर्तन गर्मी भंडारण गर्मी पाइप गर्मी सिंक मॉड्यूल से पता चलता है. समग्र गर्मी सिंक का कार्य सिद्धांत यह है कि गर्मी स्रोत द्वारा उत्पन्न गर्मी को ठंडी प्लेट में स्थानांतरित कर दिया जाता है, और गर्मी पाइप ठंडी प्लेट से गर्मी को अवशोषित करता है और गर्मी को पीसीएम गर्मी भंडारण क्षेत्र में कुशलतासे स्थानांतरित करता है।

दो-चरण सर्किट में, परिसंचारी पंप जोड़ा जाता है, और वाष्पीकरणकर्ता को पाइपलाइन के माध्यम से संक्षेपण गर्मी संचायक के साथ युग्मित किया जाता है ताकि एक गर्मी भंडारण दो-चरण सर्किट सिस्टम बनाया जा सके, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की शीतलन दक्षता में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकता है। चित्र 3 ऊष्मा भंडारण दो-चरण परिपथ प्रणाली की संरचना को दर्शाता है। इस प्रणाली में, ठंडा तरल पदार्थ इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के गर्मी स्रोत की गर्मी को अवशोषित करता है, परिसंचारी पंप की कार्रवाई के तहत पीसीएम क्षेत्र के माध्यम से गर्मी जारी करता है, फिर से ठंडा तरल पदार्थ बन जाता है, गर्मी स्रोत के माध्यम से गर्मी को फिर से अवशोषित करता है और परिपत्र रूप से काम करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस डिवाइस में, पीसीएम के गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन को पीसीएम पक्ष पर गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को बढ़ाकर प्रभावी ढंग से बढ़ाया जा सकता है।