Zarządzanie ciepłem w elektronice – materiały i podzespoły

Pompy ciepła, chłodziarki termoelektryczne i przewody cieplne

Rozwiązania sprężarkowe układów chłodzenia, czyli pompy cieplne, to produkty specjalistyczne i wymagane w zastosowaniach, gdzie trzeba zapewnić chłodzenie dużej mocy przy wysokiej temperaturze otoczenia. Niemniej takich aplikacji jest niewiele i rozwiązania tworzą wąską niszę. W wielu takich aplikacjach, a przykładem mogą być stacje bazowe telefonii komórkowej, instaluje się zwykłe klimatyzatory typu split, które są zapewne wystarczająco dobre a do tego tanie.

Gdy konieczne jest schłodzenie małego elementu poniżej temperatury otoczenia, takiego jak detektor półprzewodnikowy, a do tego ciepła nie wydziela się dużo, rozwiązaniem jest chłodziarka termoelektryczna. Nie zapewnia ona dużej wydajności transportu energii cieplnej i pobiera dużą moc zasilającą, ale nie ma ruchomych części mechanicznych i pozwala obniżyć temperaturę elementu poniżej temperatury otoczenia. To jej główna zaleta.

Kolejnym niszowym elementem do odprowadzania ciepła są przewody cieplne (heatpipe), czyli miedziane rurki wypełnione porowatym materiałem i zalane cieczą o niskiej temperaturze wrzenia. Jest to doskonale znane rozwiązanie z laptopów, w których odbierają one ciepło od procesora i przenoszą do oddalonego wymiennika.

Ocena warunków biznesowych panujących na rynku komponentów i materiałów do zarządzania ciepłem w 2022 roku #4

 

W kontrze do sytuacji w gospodarce i wielu problemów, z jakimi się zmagamy, ocena warunków biznesowych na rynku materiałów i komponentów związanych z zarządzaniem ciepłem w elektronice jest prawie jednoznacznie pozytywna. To żaden paradoks ani specyfi ka, ale charakterystyczna cecha biznesu elektronicznego od wielu lat. Wszystkie nowe technologie, inwestycje, oszczędności, modernizacje oraz podobne działania wiążą się z użyciem na jakimś etapie urządzeń elektronicznych, stąd nawet w ciężkich czasach popyt na elektronikę nie maleje. O wiele większym problemem jest niedostępność produktów wywołana zakłóceniami w łańcuchu dostaw i długim czasem realizacji zamówień, niemniej w przypadku tych produktów nie jest to problem palący.

Wadą rurek jest ograniczona skuteczność do wąskiego zakresu temperaturowego narzucanego przez parametry cieczy znajdującej się wewnątrz miedzianej rurki oraz stosunkowo niską wydajność transmisji ciepła. Kolejna wada polega na tym, że sens ich użycia jest wówczas, gdy mamy w aplikacji jeden gorący element oddalony od ściany obudowy lub innego miejsca, które może zapewnić wymianę ciepła z otoczeniem.

Na plus należy zapisać, że oferta rynku i dostępność takich produktów poprawiła się w ostatnich latach, a ponieważ w urządzeniach elektronicznych ciepła do odprowadzenia jest coraz mniej, nawet przy ograniczonych możliwościach jego transportu przez przewody cieplne, udaje się zapewnić skuteczność działania.