Активные теплоотводы как новое направление в микроэлектронике
3
вышение теплопроводности еще в 40 раз (от 7 до 400 Вт/(м
K))
уменьшает рабочую температуру источника всего лишь на 7 °С.
Классический эксперимент по сравнению тепловых характери-
стик алюминия и теплорассеивающих пластмасс в режиме естествен-
ного охлаждения был проведен группой под руководством профессо-
ра В.М. Кисеева в рамках разработки высокоэффективной системы
охлаждения светодиодных светильников на базе тепловых труб (кон-
турных термосифонов)
[1].
Из алюминия и теплорассеивающей пластмассы «Теплосток» бы-
ли изготовлены одинаковые по размерам радиаторы охлаждения
(рис. 2), внутри которых были вмонтированы медные трубки. По
трубкам на входе поступал теплоноситель в виде пара с температу-
рой
T
v
, который, сконденсировавшись и отдав теплоту конденсации,
выходил в виде конденсата с температурой
T
l
. Ключевой характери-
стикой эффективности охлаждения сравниваемых радиаторов при-
нималась температура
T
h
теплогенерирующего устройства в данном
случае кластера светодиодов.
Рис. 2.
Радиатор охлаждения (
а
) и характер изменения температур
в процессе охлаждения:
сплошные линии — трубки из теплорассеивающей пластмассы; штриховые —
из алюминия
В результате проведенных исследований был сделан вывод, что обе
конструкции продемонстрировали близкие теплорассеивающие харак-
теристики, а их температуры
Т
h
отличались в среднем на 5…8 °С.
Эти и ряд других [2]
экспериментальных результатов подтвер-
ждают, что повышать теплопроводность материалов радиатора свы-
ше 5…10 Вт/(м
K) нецелесообразно.
Теплообменники.
Еще одним из способов утилизации выделяе-
мой оборудованием теплоты является применение различного рода
теплообменников, которые представляют собой специальные кон-
струкции для обмена тепловой энергией между любыми теплоноси-
телями (жидкости, газы). Теплота, согласно законам термодинамики,
всегда передается к более холодному стоку. Теплообменники приме-
няют в энергетической, нефтеперерабатывающей, химической, газо-
добывающей и других отраслях промышленности (рис. 3).
