La tecnologia del micro tubo di calore risolve il problema del raffreddamento dei LED

Rispetto alle sorgenti luminose tradizionali, il LED presenta anche i vantaggi di lunga durata, risposta rapida, potenziale elevata efficienza luminosa, dimensioni ridotte e spettro ristretto. Ma in sostanza, tra questi numerosi vantaggi, i più critici sono l'elevata efficienza luminosa potenziale, le dimensioni ridotte e lo spettro ristretto, che differenziano i LED dalle sorgenti luminose tradizionali e ne ampliano le applicazioni in vari campi. Tuttavia, a causa delle ridotte dimensioni e dell'elevata efficienza luminosa, il LED presenta ancora il problema della dissipazione del calore, che ne ostacola l'applicazione. Se il calore del chip LED non può essere dissipato, accelererà l'invecchiamento del chip e potrebbe anche portare allo scioglimento della saldatura, rendendo il chip non valido.

Attualmente, i principali metodi utilizzati per risolvere il problema termico dei sistemi di illuminazione a LED di potenza sono: regolazione della spaziatura dei LED, raffreddamento per convezione naturale, installazione di ventole o raffreddamento a liquido, raffreddamento ad aria forzata, heat pipe e loop heat pipe, ecc. Con lo sviluppo trend di integrazione LED con alta densità e flusso di calore elevato, è necessario realizzare un rapido raffreddamento mediante un efficiente trasferimento di calore del tubo di calore.

Il micro tubo di calore è un elemento di trasferimento del calore con una conduttività termica estremamente elevata. Trasferisce il calore attraverso l'evaporazione e la condensazione del liquido nel tubo sottovuoto completamente chiuso. Utilizza il principio del fluido come l'assorbimento grossolano per ottenere l'effetto simile alla refrigerazione di un compressore frigorifero. Presenta una serie di vantaggi, come l'elevata conduttività termica, l'eccellente proprietà isotermica, la variabilità della densità del flusso di calore, la reversibilità della direzione del flusso di calore, il trasferimento di calore a lunga distanza, le caratteristiche di temperatura costante (tubo di calore controllabile), il diodo termico e le prestazioni dell'interruttore termico e lo scambiatore di calore composto da tubo di calore presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di trasferimento del calore, struttura compatta, piccola perdita di resistenza del fluido, ecc.

Dal punto di vista del trasferimento di calore, la più grande differenza tra il micro tubo di calore e il tubo di calore convenzionale è che la superficie specifica della parete per unità di flusso di vapore nel micro tubo di calore è notevolmente aumentata, in modo che il trasferimento di calore possa essere migliorato. Array di micro tubi di calore a piastra piatta, ovvero più micro tubi di calore formati simultaneamente e completamente indipendenti sono combinati (non solo tubi di calore a matrice di micro canali). Ogni micro tubo di calore è disconnesso e la superficie interna di ciascun micro tubo di calore può presentare micro scanalature e altre microstrutture per migliorare il trasferimento di calore.

Rispetto al tubo di calore a piastra piatta esistente e al tubo di calore singolo micro, l'array di tubi di calore micro a piastra piatta ha le seguenti caratteristiche: in primo luogo, più tubi di calore micro multipli in parallelo risolvono il problema della piccola capacità di trasferimento del calore dei tubi di calore micro a causa della microscala ; In secondo luogo, la struttura interna aumenta notevolmente l'area di trasferimento del calore a cambiamento di fase. Poiché la parete di alluminio tra i micro tubi di calore ha una buona conduttività termica, può trasferire parte del calore dalla superficie riscaldante alla superficie opposta della micro scanalatura e il cambiamento di fase si verifica sull'intera circonferenza del micro tubo di calore. Sia nella sezione di evaporazione che nella sezione di condensazione, la capacità di dissipazione del calore del flusso di vapore dell'unità è notevolmente migliorata. In terzo luogo, la parete tra i micro tubi di calore funge da "nervatura di rinforzo" nella struttura, migliorando notevolmente la capacità di sopportare la pressione della matrice di micro tubi di calore a piastra piatta. In quarto luogo, l'array di micro tubi di calore a piastra piatta ha una forma piatta, che può adattarsi facilmente alla superficie di scambio termico. Supera l'inconveniente che il tradizionale tubo di calore a gravità a sezione tonda necessita di aggiungere una struttura speciale per adattarsi strettamente alla superficie di scambio termico e riduce la resistenza termica di contatto dell'interfaccia.

L'array di micro tubi di calore a piastra piatta è una sorta di elemento conduttivo termico con prestazioni termiche superconduttive. La sua conducibilità termica apparente è più di 5000 volte quella dello stesso materiale metallico, ed è 10 volte quella del tradizionale tubo di calore rotondo con la stessa sezione. Ogni micro tubo di calore nella piastra piatta funziona in modo indipendente e la capacità di sopportare la pressione è più di 10 volte quella del tradizionale tubo di calore rotondo. È difficile distruggere meccanicamente il micro tubo di calore. La differenza di temperatura per metro è inferiore a 1 grado, che può quasi essere considerata come un corpo isotermico; L'area di rilascio del calore dell'array di micro tubi di calore è ampia e la temperatura dell'aletta, del substrato e del tubo di calore in alluminio è sostanzialmente la stessa.

I micro tubi di calore possono essere combinati in modo casuale in un array di micro tubi di calore a piastra piatta di una certa larghezza e i micro tubi di calore possono essere piegati arbitrariamente e l'effetto di trasferimento del calore non ha cambiamenti evidenti a un flusso di calore inferiore. Il micro array di tubi di calore a forma di U è una forma di piegatura del micro array di tubi di calore con buone prestazioni di trasferimento del calore dimostrate da esperimenti. L'array di micro tubi di calore può sostanzialmente risolvere il problema della dissipazione del calore di vari LED grazie alla sua elevata efficienza di assorbimento, trasmissione e rilascio del calore e alla deformazione flessibile combinata con le alette.