Технология охлаждения: в 7 раз больше тепла

Исследовательская группа из Токийского университета разработала новое решение для охлаждения, которое использует изменение фаз воды, чтобы сделать ее более эффективной в отводе тепла. SciTech Daily сообщает, что вода поглощает в семь раз больше энергии, когда она меняет фазу с жидкой на газообразную (т. е. кипятит воду), что позволяет ей захватывать и рассеивать больше тепла по сравнению с традиционным методом использования проточной воды. Однако, поскольку охлаждающая жидкость протекает через крошечные капилляры, встроенные непосредственно в чип, пар часто испытывает трудности с прохождением через эти узкие каналы. Это часто делает его менее эффективным, чем традиционные методы.

Исследователи решили эту проблему, используя 3D-микрофлюидные каналы с капиллярной структурой и распределительным слоем коллектора. Они обнаружили, что форма микроканалов и то, как охлаждающая жидкость распределяется по системе, существенно влияют на ее тепловые и гидравлические характеристики. Обеспечивая непрерывный поток воды и пара, команда достигла коэффициента полезного действия (КПД) 100 000 — примерно в десять раз больше, чем может достичь однофазное водяное охлаждение.

«Управление температурой мощных электронных устройств имеет решающее значение для разработки технологий следующего поколения, и наша разработка может открыть новые пути для достижения необходимого охлаждения», — сказал старший автор Масахиро Номура. Развертывание этой двухфазной системы может позволить создать более компактные решения для охлаждения без необходимости изобретать или использовать более экзотические жидкости.

Кроме того, она может решить тепловые проблемы, с которыми сталкиваются высокопроизводительные вычисления, что приведет к более мощным чипам, требующим меньше мощности охлаждения. Эта технология также может использоваться в других приложениях, таких как лазеры, фотодетекторы, светодиоды и радиолокационные системы, а также применяться в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Эта система также имеет потенциал для пассивной работы, позволяя меняющимся фазам жидкости рассеивать тепло посредством конвекции, позволяя ей функционировать без необходимости в насосном механизме.

Поскольку наши чипы становятся меньше с каждым годом, они также начинают генерировать больше тепла, сконцентрированного на такой небольшой площади. Из-за этого нам нужны инновации в технологии охлаждения, чтобы идти в ногу с развитием полупроводников. Мы уже видели несколько новых решений активного охлаждения, таких как Frore AirJet Mini Slim и Ventiva Ionic Cooling Engine. Однако эта двухфазная система потенциально может привести к инновациям в технологии пассивного охлаждения, предоставив нам эффективный вариант, который помещается в узких местах и не требует питания.

Источник: Tomshardware.com