Cooling of a processor with the use of a heat pump

• Autorzy: Lipnicki Z. , Lechów H. , Pantoł K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ceer-2018-0002

Warianty tytułu

PL

Chłodzenie procesora za pomocą pompy ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the problem of cooling a component, in the interior of which heat is generated due to its work, was solved analytically. the problem of cooling of a processor with the use of a heat pump was solved based on a earlier theoretical analysis of authors of external surface cooling of the cooled component by using the phenomenon of liquid evaporation. Cases of stationary and non-stationary cooling were solved as well. The authors of the work created a simplified non-stationary analytical model describing the phenomenon, thanks to which heat distribution within the component, contact temperature between the component and liquid layer, and the evaporating substance layer thickness in relation to time, were determined. Numerical calculations were performed and appropriate charts were drawn. The resulting earlier analytical solutions allowed conclusions to be drawn, which might be of help to electronics engineers when designing similar cooling systems. Model calculations for a cooling system using a compressor heat pump as an effective method of cooling were performed.

PL

Przedstawiono analityczne rozwiązanie równania chłodzenia jednostki, w której wytwarzane jest ciepło. Z tego powodu opracowano uproszczony, niestacjonarny model określania rozkładu temperatury w jednostce, temperatury kontaktu między jednostką a warstwą cieczy oraz grubości warstwy parowania w funkcji czasu. Podano teoretyczną analizę zewnętrznego chłodzenia jednostki poprzez uwzględnienie zjawiska parowania cieczy za pomocą równań Fouriera i Poissona. Pokazano zarówno stacjonarny, jak i niestacjonarny opis chłodzenia. Uzyskane wyniki symulacji wydają się przydatne przy projektowaniu podobnych układów chłodzenia. Wykonywany jest również tryb obliczeniowy dla układów chłodzenia wyposażonych w pompę ciepła sprężarki, jako efektywnej metody chłodzenia.

Słowa kluczowe

EN

heat pump; cooling; processor; vaprocompressor cycle; evaporation

PL

pompa ciepła; chłodzenie; procesor; cykl sprężania pary; odparowywanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 28, no. 1
• Strony: 16--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lipnicki Z.

• University of Zielona Gora, Zielona Góra, Poland

autor

Lechów H.

• University of Zielona Gora, Zielona Góra, Poland

autor

Pantoł K.

• The State Higher Vocational School in Głogów, Głogów, Poland

Bibliografia

• 1. Lipnicki Z., Lechów H., Pantoł K.: Temperature profiles in a micro-processor cooled by direct refrigerant evaporation, Civil and Environmental Engineering Reports, 22(3), 111-126, 2016.
• 2. Wang D.G., Muller P.K.: Improving cooling efficiency by increasing fan power usage, Microelectronics Journal 31, 765-771, 2000.
• 3. Darabi J.: An electrohydrodynamic polarization micropump for electronic cooling, Journal of Microelectromechanical Systems, 10, 98-105, 2001.
• 4. Darbi J., Ekula K.: Development of a chip-integrated micro cooling device, Microelectronics Journal 34, 1067-1074, 2003.
• 5. Ramos D.M., Cunha F.R., Sobral Y.D., Fontoura Rodrigues J.L.A.: Computer simulations of magnetic fluids in laminar pipe flows, Journal of Magnetic Materials 289, 238-241, 2005.
• 6. Moreau E., Paillat T., Touchard G.: Space charge density in electric and conductive liquids flowing through a glass pipe, Journal of Electrostatics 51-52, 448-454, 2001.
• 7. Lipnicki Z., Waloryszek D.: Evaporation of the heterogeneous liquid flow forced by the magnetic field over a wall, The 15th Riga and 6th PAMIR Conference on Fundamental and Applied MHD, Liquid metal technologies, 283-286, 2005.
• 8. Lipnicki Z., Król F.: Dynamical cooling of semiconductor by contact layer. International Journal of Heat and Mass Transfer 48, 2922–2925, 2005.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)