현재 전자기기에 일반적으로 사용되는 냉각시스템은 히트싱크나 히트파이프에 팬을 결합하여 강제대류를 이용한 일체형 공냉식 냉각시스템이다. 그러나 공냉식 냉각시스템은 냉각팬의 소음이나 진동으로 인해 PC 사용자에게 불편을 초래하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 냉각방식인 자연대류형 ...
현재 전자기기에 일반적으로 사용되는 냉각시스템은 히트싱크나 히트파이프에 팬을 결합하여 강제대류를 이용한 일체형 공냉식 냉각시스템이다. 그러나 공냉식 냉각시스템은 냉각팬의 소음이나 진동으로 인해 PC 사용자에게 불편을 초래하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 냉각방식인 자연대류형 수냉식 냉각시스템의 개발이 요구된다.
본 연구에서는 PCM 유무에 따른 3가지 종류의 자연대류형 수냉식 냉각기를 설계 및 제작하였다. 발열량과 냉각수 유량, 그리고 외기온도와 3가지 PCM의 용융점에 따른 방열성능의 실험을 수행하였다. 또한 냉각기에 대하여 3차원 열 및 유체 유동에 대한 해석을 수행하고, PCM의 유무에 따른 실험결과와 비교하였다.
발열량이 100 W, 냉각수 유량이 22 g/sec 일 때, 3가지 종류의 PCM(PCM_S1, PCM_S2, PCM_S3)을 적용한 냉각기의 열저항은 각각 0.26 ℃/W, 0.27 ℃/W, 0.28 ℃/W로 PCM이 적용되지 않은 냉각기의 열저항(0.31 ℃/W)에 비해 각각 16%, 13%, 10%씩 감소하였다. 그리고 PCM을 적용하지 않은 냉각기에서 발열부의 온도는 약 2시간 20분에 정상상태에 도달하였지만, PCM_S1이 적용된 냉각기의 경우 PCM의 상변화로 인해 약 4시간 30분 후에 정상상태로 도달했다.
현재 전자기기에 일반적으로 사용되는 냉각시스템은 히트싱크나 히트파이프에 팬을 결합하여 강제대류를 이용한 일체형 공냉식 냉각시스템이다. 그러나 공냉식 냉각시스템은 냉각팬의 소음이나 진동으로 인해 PC 사용자에게 불편을 초래하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 냉각방식인 자연대류형 수냉식 냉각시스템의 개발이 요구된다.
본 연구에서는 PCM 유무에 따른 3가지 종류의 자연대류형 수냉식 냉각기를 설계 및 제작하였다. 발열량과 냉각수 유량, 그리고 외기온도와 3가지 PCM의 용융점에 따른 방열성능의 실험을 수행하였다. 또한 냉각기에 대하여 3차원 열 및 유체 유동에 대한 해석을 수행하고, PCM의 유무에 따른 실험결과와 비교하였다.
발열량이 100 W, 냉각수 유량이 22 g/sec 일 때, 3가지 종류의 PCM(PCM_S1, PCM_S2, PCM_S3)을 적용한 냉각기의 열저항은 각각 0.26 ℃/W, 0.27 ℃/W, 0.28 ℃/W로 PCM이 적용되지 않은 냉각기의 열저항(0.31 ℃/W)에 비해 각각 16%, 13%, 10%씩 감소하였다. 그리고 PCM을 적용하지 않은 냉각기에서 발열부의 온도는 약 2시간 20분에 정상상태에 도달하였지만, PCM_S1이 적용된 냉각기의 경우 PCM의 상변화로 인해 약 4시간 30분 후에 정상상태로 도달했다.
In this study, the heat dissipation characteristics of the natural convective liquid coolers with three types of PCM (PCM_S1, PCM_S2, PCM_S3) and without PCM have been evaluated numerically and experimentally. The cooling performance of the cooling system with three types of PCM was examined under v...
In this study, the heat dissipation characteristics of the natural convective liquid coolers with three types of PCM (PCM_S1, PCM_S2, PCM_S3) and without PCM have been evaluated numerically and experimentally. The cooling performance of the cooling system with three types of PCM was examined under various operating conditions such as mass flow rates, input electric powers, ambient temperatures, and melting temperatures.
Thermal resistances of the coolers with PCM_C1, PCM_C2, and PCM_C3 were measured as 0.26 ℃/W, 0.27 ℃/W, and 0.28 ℃/W, respectively, at the input power of 100 W and mass flow rate of 22 g/sec. The thermal resistance of the cooler without PCM was measured as 0.31 ℃/W. It was shown that the heat source temperature of the cooler without PCM reached a steady state after approximately 140 minutes. In comparison, the heat source temperature of the cooler with PCM_S1 reached a steady state after approximately 270 minutes, due to phase change of PCM. The results indicated that the cooling performance of the cooler with PCM was greatly better than that without PCM.
In this study, the heat dissipation characteristics of the natural convective liquid coolers with three types of PCM (PCM_S1, PCM_S2, PCM_S3) and without PCM have been evaluated numerically and experimentally. The cooling performance of the cooling system with three types of PCM was examined under various operating conditions such as mass flow rates, input electric powers, ambient temperatures, and melting temperatures.
Thermal resistances of the coolers with PCM_C1, PCM_C2, and PCM_C3 were measured as 0.26 ℃/W, 0.27 ℃/W, and 0.28 ℃/W, respectively, at the input power of 100 W and mass flow rate of 22 g/sec. The thermal resistance of the cooler without PCM was measured as 0.31 ℃/W. It was shown that the heat source temperature of the cooler without PCM reached a steady state after approximately 140 minutes. In comparison, the heat source temperature of the cooler with PCM_S1 reached a steady state after approximately 270 minutes, due to phase change of PCM. The results indicated that the cooling performance of the cooler with PCM was greatly better than that without PCM.
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