مقدمة
لقد وضع تطور التكنولوجيا الحديثة متطلبات أعلى لدقة الأجهزة، مثل أجهزة الليزر والمعدات الطبية، التي تتطلب مكوناتها الأساسية في كثير من الأحيان استخدام المبردات الكهروحرارية (TECs) لتحقيق التحكم الدقيق في درجة الحرارة.
ومع ذلك، كلما زادت الدقة، زاد تركيز توليد الحرارة وزادت كثافة التدفق الحراري. لم تعد طريقة تبديد الحرارة الفردية التقليدية (تبريد الهواء النقي أو التبريد بالماء النقي) قادرة على مواجهة تحدي الحرارة العالية الشدة- الناتج عن TECs.
لذلك، اقترحت Awind بشكل مبتكر حلاً مركبًا لتبديد الحرارة "تبريد الماء + تبريد الهواء". هذا التصميم لا يضمن فقط تبديد الحرارة بكفاءة وسرعة، بل يوفر أيضًا المساحة الداخلية للمعدات بشكل فعال من خلال التصميم الهيكلي المدمج.
مبدأ العمل وتحديات تبديد الحرارة لـ TEC
TEC، المعروف باسم مبرد بلتيير، وهو عبارة عن جهاز لتحويل الطاقة إلى الحالة الصلبة-يعتمد على تأثير بلتيير.
مبدأ العمل هو أنه عندما يمر تيار مباشر عبر زوج كهربائي مكون من مواد شبه موصلة من النوع P- والنوع N- على التوالي، يتم "ضخ" الحرارة من أحد طرفي الجهاز إلى الطرف الآخر، وبالتالي تحقيق تأثير التبريد من جانب والتدفئة من الجانب الآخر. ومن خلال تغيير اتجاه التيار، يمكن التحكم بدقة في وضع التبريد أو التسخين.
تتمتع TEC بمزايا الهيكل المدمج، وعدم وجود أجزاء متحركة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن كفاءته في استخدام الطاقة عادة ما تكون أقل من التبريد بالضاغط التقليدي، ويتم توليد كمية كبيرة من الحرارة المهدرة على السطح الساخن أثناء التشغيل. إجمالي الحمل الحراري على سطح التسخين هو: قدرة التبريد + الطاقة الكهربائية المدخلة الخاصة بـ TEC. وهذا يعني أنه إذا لم يكن من الممكن تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فسوف تواجه TEC انخفاضًا حادًا في الكفاءة أو حتى ضررًا دائمًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة. ولذلك، فإن نظام تبديد الحرارة الفعال هو المفتاح لتشغيله المستقر.
شرح مفصل لمحلول تبديد الحرارة المركب Awind
يستخدم الحل الذي نقدمه بنية متعددة-من الطبقات للتعامل بشكل تآزري مع التدفق الحراري عالي الكثافة- الناتج عن TEC.
مجموعة TEC ومعالجة الواجهة
يتم توصيل أربعة TECs في سلسلة لتكوين مصفوفة، من أجل تعزيز قوة التبريد الإجمالية.
يؤدي استخدام شحم السيليكون الحراري عالي الأداء-لملء الفجوات الصغيرة بين TEC وأسطح التلامس الباردة والساخنة إلى تقليل المقاومة الحرارية بين الأسطح بشكل كبير.
التفاصيل الرئيسية: يتم تثبيت وسادات عازلة مرنة حول مصفوفة TEC، والتي يمكنها امتصاص ضغط التجميع، ومنع قطع السيراميك الهشة من الانكسار بسبب الضغط، وتعزيز الختم الشامل والاستقرار الميكانيكي للوحدة.
لوحة تبريد المياه النشطة (قناة تبديد الحرارة الرئيسية)
يتم توصيل اللوحة المبردة بالماء -المدمجة والتي تم تصنيعها بواسطة عملية اللحام بالفراغ مباشرة بالسطح الساخن TEC.
يتميز التصميم الداخلي للوحة المياه المبردة-بقنوات تدفق محسنة، مع الاستفادة بشكل كامل من خصائص السعة الحرارية العالية للمياه لإزالة الحرارة الرئيسية بشكل مستمر وفعال من السطح الساخن TEC.
تبريد الهواء المساعد-(النسخ الاحتياطي والتحسين)
يكون جانب وحدة TEC على اتصال وثيق بركيزة من الألومنيوم مدمجة بأنابيب حرارية.
يتم إدخال الحرارة إلى أنبوب الحرارة من خلال ركيزة الألومنيوم ويتم توجيهها سريعًا إلى -زعانف تبديد الحرارة ذات أسنان المجرفة عالية الكثافة على مسافة لزيادة مساحة سطح تبديد الحرارة.
يؤدي تركيب مروحة محورية فوق زعانف تبديد الحرارة إلى تحسين كفاءة تبديد الحرارة من جانب الهواء بشكل كبير من خلال الحمل الحراري القسري.
لا يعمل نظام تبريد الهواء- هذا كقناة مساعدة لتبديد الحرارة فقط، مما يزيد من الحد الأعلى لتبديد حرارة النظام، ولكنه يعمل أيضًا كنسخة احتياطية آمنة لنظام تبريد المياه، مما يوفر حماية أساسية لتبديد الحرارة في حالة حدوث عطل غير متوقع في النظام، مما يضمن سلامة المعدات.
المزايا الأساسية للخطة
التعايش بين التحكم الدقيق في درجة الحرارة والقدرة على معالجة التدفق الحراري العالي: تبريد الماء هو التركيز الرئيسي، وتبريد الهواء هو العامل المساعد، والذي يمكنه مواجهة التحدي المتمثل في كثافة تدفق الحرارة العالية لكل سنتيمتر مربع على مستوى كيلووات.
تكرار النظام وموثوقيته العالية: يعمل تبريد الهواء وتبريد الماء بمثابة نسخ احتياطية لبعضهما البعض، مما يؤدي إلى تحسين موثوقية تشغيل النظام وسلامته على المدى الطويل بشكل ملحوظ.
هيكل مدمج وتصميم مرن: باستخدام الأنابيب الحرارية لتحقيق "نقل الحرارة"، يمكن نشر زعانف ومراوح تبديد الحرارة في مواقع أكثر اتساعًا لتلبية احتياجات التكامل لمختلف الأجهزة المدمجة.
مجالات التطبيق النموذجية
هذا الحل مناسب بشكل خاص للمجالات التي لديها متطلبات صارمة لاستقرار ودقة تبديد الحرارة:
* الليزر عالي الطاقة: مثل تبريد التجويف لثنائيات الليزر وليزر الألياف.
* المعدات الطبية وعلوم الحياة: التدوير السريع لدرجة الحرارة لوحدات التفاعل مثل أجهزة تفاعل البوليميراز المتسلسل وأجهزة تحليل الدم.
* الإلكترونيات العسكرية والفضائية: الإدارة الحرارية للمعدات الإلكترونية المحمولة جواً والصواريخ في البيئات القاسية.
* اختبار أشباه الموصلات: التحكم الدقيق في درجة الحرارة لحامل اختبار الرقاقة.
* معدات الاتصالات والإلكترونيات الضوئية المتطورة: ضمان الأداء المستقر للمكونات الأساسية مثل الوحدات البصرية وأجهزة الكشف.
ملخص
يعمل حل تبديد الحرارة المركب TEC الذي أطلقته Awind بشكل منهجي على حل مشكلة السخونة الزائدة في تطبيقات TEC عالية الطاقة-من خلال تصميم ثلاثي "الواجهة الحرارية المُحسّنة، وهيمنة التبريد النشط بالمياه، وتعزيز تبريد الهواء الزائد". لا يحقق هذا الحل الأداء النهائي الذي يتجاوز طرق تبديد الحرارة الفردية التقليدية فحسب، بل يوفر أيضًا ضمانات ثابتة ومتينة للتحكم في درجة الحرارة لمختلف الأدوات والمعدات الدقيقة ذات مفاهيم التصميم المعيارية والموثوقة للغاية. إنه خيار مثالي لتبديد الحرارة لتعزيز-المعدات التكنولوجية عالية الدقة للتحرك نحو مستويات أداء أعلى.
الوسم : الإدارة الحرارية tec: تصميم تبريد هجين متقدم، الصين، الموردين، الشركات المصنعة، المصنع، تخصيص، عينة مجانية، صنع في الصين
