שינוי שלב ניהול תרמי של אחסון חום של מכשירים אלקטרוניים
עם השיפור המתמיד בשילוב של מכשירים אלקטרוניים, המכשירים האלקטרוניים הופכים קטנים יותר ויותר, אך הספק הנפח או צפיפות ההספק של השטח גדלים בהדרגה, וכתוצאה מכך לעלייה חדה בצפיפות שטף החום של מכשירים. ציוד אלקטרוני עם זרימת חום גבוהה מציג דרישות גבוהות יותר לפיזור חום, כך שהניהול התרמי של מכשירים אלקטרוניים הפך למוקד מחקר בבית ומחוצה לו. יש לציין שבמקרים מיוחדים, הניהול התרמי של מכשירים אלקטרוניים מתמודד עם עומס תרמי גבוה במיוחד, והמכשירים נמצאים במצב עבודה קצר לסירוגין.
כדי לענות על דרישה מיוחדת זו, נוצרה טכנולוגיית הניהול התרמי של מכשירים אלקטרוניים לאחסון חום לשינוי שלב. טכנולוגיית אחסון חום לשינוי שלב משתמשת במאפיינים של חומרים לשינוי שלב (PCM) הסופגים/משחררים אנרגיה בצפיפות גבוהה בתהליך של שינוי פאזה מוצק-נוזלי כדי לאגור/לשחרר אנרגיית חום, כדי לחסום את ההלם התרמי של עומס תרמי גבוה של מכשירים אלקטרוניים, על מנת להבטיח פעולה בטוחה ויציבה של מכשירים אלקטרוניים. היישום של טכנולוגיית אחסון חום לשינוי שלב בניהול תרמי של מכשירים אלקטרוניים כולל בעיקר גוף קירור PCM, צינור חום לאחסון חום ומעגל נוזל אחסון חום.
גוף קירור PCM נועד להפחית את רמת הטמפרטורה של גוף קירור על ידי שימוש במאפייני הטמפרטורה הקבועים של חומרים לשינוי פאזה בתהליך של שינוי פאזה. על מנת לשפר את המוליכות התרמית של PCM, מסגרת מתכת מוגדרת בגוף הקירור, והמוליכות התרמית הגבוהה של מתכת משמשת להאצת קצב העברת החום של PCM. כפי שמוצג באיור 1, ישנם גוף קירור עם חלל יחיד, גוף קירור מקביל עם סנפירים רב חללים, גוף קירור צולב סנפיר רב חלל וגוף קירור במבנה חלת דבש. חלל גוף הקירור מלא ב- PCM. יש לציין כי גוף הקירור של חלת הדבש מציג ביצועי העברת חום מעולים ומהווה תוכנית אופטימלית לניהול תרמי של מכשירים אלקטרוניים.
לצינור חום יש מוליכות תרמית גבוהה ויכולת העברת חום. על מנת להתמודד עם ההשפעה של עומס תרמי קיצוני, מוצע צינור חום לאגירת חום, המשלב את המוליכות התרמית הגבוהה של צינור החום עם יכולת אגירת האנרגיה הגבוהה של PCM. יתר על כן, צינור החום יכול גם לשפר את קצב העברת החום של PCM. איור 2 מציג את מודול גוף הקירור של צינור החום לשינוי שלב. עקרון העבודה של גוף הקירור המרוכב הוא שהחום שנוצר ממקור החום מועבר לצלחת הקרה, וצינור החום סופג את החום מהצלחת הקרה ומעביר את החום ביעילות לאזור אחסון החום של PCM.
במעגל הדו-פאזי, מוסיפים את משאבת המחזור, והמאייד מחובר לצובר חום העיבוי דרך הצינור כדי ליצור מערכת מעגל דו-פאזי לאגירת חום, שיכולה לשפר ביעילות את יעילות הקירור של מכשירים אלקטרוניים. איור 3 מציג את המבנה של מערכת מעגלים דו-פאזיים לאחסון חום. במערכת זו, הנוזל הקר סופג את חום מקור החום של המכשיר האלקטרוני, משחרר חום דרך אזור ה-PCM בפעולת משאבת המחזור, הופך שוב לנוזל הקר, סופג שוב חום דרך מקור החום ופועל בצורה מעגלית. יש לציין שבמכשיר זה, ניתן לשפר את ביצועי העברת החום של PCM ביעילות על ידי הגדלת שטח העברת החום בצד ה-PCM.
