KR101593892B1 - Heat pipe operable below ice freezing temperature and cooling system having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 작동유체로 물을 포함하는 히트파이프 및 그를 포함하는 냉각시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물의 결빙을 해소하여 빙점 이하의 온도에서도 원활하게 작동하는 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프 및 그를 포함하는 냉각시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe including water as a working fluid and a cooling system including the heat pipe. More particularly, the present invention relates to a heat pipe capable of operating at a temperature lower than a freezing point, And a cooling system including the same.
각종 전기, 전자기기나 전기, 전자기기 내부에 설치되는 소자들은 대부분 크고 작은 발열체이다. 특히, 컴퓨터의 중앙연산장치나 트랜지스터, 발광 다이오드를 포함하는 다이오드 소자와 같은 반도체 부품들은 열에 취약하면서도 쉽게 발열하는 특성이 있어 적절한 수준의 냉각이 반드시 필요하다.Most of the elements installed in various electric, electronic devices, electric and electronic devices are large and small heating elements. Particularly, semiconductor components such as a central processing unit of a computer, a transistor, and a diode element including a light emitting diode are vulnerable to heat and easily generate heat, so that proper level of cooling is necessarily required.
히트파이프(Heat pipe)는 열전달 장치로서 발열체와 접촉하여 열에너지를 운반 및 소산시킨다. 히트파이프는 관내에 매입된 작동유체의 상변화 및 순환과정을 통해서 발열체를 냉각시키며, 구조가 간단하고 형상 변화가 용이하며 별도의 동력을 필요로 하지 않아 전기, 전자기기 반도체 부품 등의 냉각에 널리 사용되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2001-0004462호에 이러한 히트파이프의 일 례가 개시되어 있다.A heat pipe is a heat transfer device that contacts a heating element to transport and dissipate thermal energy. The heat pipe cools the heating element through the phase change and circulation process of the working fluid embedded in the tube. It is simple in structure, easy to change the shape, and does not require any additional power. . Korean Patent Laid-Open No. 10-2001-0004462 discloses an example of such a heat pipe.
히트파이프는 열원의 온도에 따라 그에 알맞은 서로 다른 다양한 종류의 작동유체를 사용할 수 있으며 열적 물성이 우수한 물질을 작동유체로 사용하면 열전달 능력이 향상되어 더욱 효율적인 냉각이 가능하다. 물(Water)은 상변화에 따른 흡발열량이 크고 표면장력 등 관내 유체 이동에 관여하는 물적 특성이 우수하여 매우 효과적인 작동유체가 된다.A heat pipe can use various different types of working fluid suitable for the temperature of a heat source. When a material having a good thermal property is used as a working fluid, the heat transfer ability is improved and more efficient cooling is possible. Water is a very effective working fluid because it has a large amount of absorbed heat due to phase change and has excellent physical properties such as surface tension, which is involved in fluid movement in the tube.
그러나, 물을 작동유체로 사용하는 경우 기기나 장치나 저온상태(예를 들어, 0℃이하)로 방치되면 결빙에 의해 히트파이프가 작동하지 않는 문제가 있다. 즉, 발열체로부터 흡열하여 일차적으로 증발이 일어나더라도 열이 방출되는 응축부 측에서 물이 재결빙되어 순환하지 못하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 종래 불응축성 가스로 응축부를 차단하고 결빙구간을 인위적으로 축소시키는 방법이 사용되기도 하였으나, 열전달 구간이 축소되어 히트파이프의 냉각효율이 크게 감소하는 문제가 있었다.However, when water is used as a working fluid, there is a problem that the heat pipe is not operated by icing when it is left in a device or apparatus or a low-temperature state (for example, 0 ° C or less). That is, even if evaporation occurs primarily due to heat absorption from the heating element, there is a problem that the water re-freezes and can not circulate on the side of the condensing portion from which heat is discharged. In order to solve such a problem, a method of shielding a condensing portion with a non-condensing gas and artificially reducing an icing section has been used. However, there has been a problem that a heat transfer section is reduced and a cooling efficiency of a heat pipe is greatly reduced.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전열특성이 우수한 물을 작동유체로 사용하면서도 물의 결빙을 해소하여 빙점 이하의 온도에서도 원활하게 작동하는 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프 및 그를 포함하는 냉각시스템을 제공하려는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a heat pipe capable of operating at a temperature below the freezing point, And a cooling system including the same.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling the same.
본 발명에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프는, 내부에 작동유체가 수용되고 밀폐되며 상기 작동유체가 상변환되어 이동 가능한 공간이 형성된 관체부; 상기 관체부의 일단부를 이루며 상기 작동유체가 열을 흡수하여 증발하는 증발부; 및 상기 관체부의 타단부를 이루며 상기 작동유체가 열을 방출하여 액화되는 응축부를 포함하되, 상기 작동유체는 비공비 혼합유체로서, 물(water)로 이루어진 제1유체와 상기 물보다 비등점이 높고 상기 물과 비혼합되며 상기 물보다 비중이 큰 제2유체를 포함하여, 열이 유입되기 전에 액체 상태를 유지하고 상기 증발부로 열이 유입되면 기화한다.A heat pipe operable at a temperature lower than the freezing point according to the present invention comprises: a tubular body portion in which a working fluid is received and closed, and a space is formed in which the working fluid is phase- An evaporator which forms one end of the tubular body and evaporates the working fluid by absorbing heat; And a condensing part which forms the other end of the tube part and in which the working fluid emits heat to be liquefied, wherein the working fluid is a non-conjugate mixed fluid, the first fluid comprising water, A second fluid that is not mixed with water and has a specific gravity larger than that of the water, maintains a liquid state before heat is introduced, and vaporizes when heat is introduced into the evaporation portion.
상기 제2유체는 상기 제1유체보다 어는점이 낮을 수 있다.The second fluid may have a lower freezing point than the first fluid.
상기 제2유체의 액화에너지의 양은 상기 제1유체의 융해에너지의 양과 같거나 클 수 있다.The amount of liquefaction energy of the second fluid may be equal to or greater than the amount of the dissolution energy of the first fluid.
상기 제2유체는 3-ethoxy-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 및 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N,N-bis(nonafluorobutyl)butan-1-amine - 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N-(nonafluorobutyl)-N-(trifluoromethyl)butan-1-amine (1:1) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.Wherein the second fluid is selected from the group consisting of 3-ethoxy-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl- 3,3,4,4,4-nonafluoro-N, N-bis (nonafluorobutyl) butan-1-
상기 작동유체는 열이 상기 증발부로 유입되기 전 상태에서 상기 제1유체와 상기 증발부의 접촉면적이 상기 제2유체와 상기 증발부의 접촉면적보다 크게 유지될 수 있다.The working fluid may maintain a contact area between the first fluid and the evaporator greater than a contact area between the second fluid and the evaporator before heat is introduced into the evaporator.
본 발명에 의한 냉각시스템은, 적어도 일 면이 열원과 접하는 증발부블록; 증발부가 상기 증발부블록에 삽입 고정되는 상기 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프인 적어도 하나의 제1히트파이프; 상기 제1히트파이프에 인접하여 증발부가 상기 증발부블록에 고정되며 내부에 작동유체로 물만을 사용하는 적어도 하나의 제2히트파이프를 포함한다.A cooling system according to the present invention comprises: an evaporating section block having at least one surface contacting a heat source; At least one first heat pipe being a heat pipe operable at a temperature below the freezing point at which the evaporation portion is inserted and fixed in the evaporation portion block; And at least one second heat pipe adjacent to the first heat pipe, wherein the evaporator is fixed to the evaporator block and uses only water as a working fluid.
상기 냉각시스템은, 상기 제2히트파이프의 열전달 용량이 상기 제1히트파이프의 열전달 용량보다 클 수 있다.In the cooling system, the heat transfer capacity of the second heat pipe may be greater than the heat transfer capacity of the first heat pipe.
상기 냉각시스템은, 상기 제1히트파이프와 상기 제2히트파이프가 서로 교번하여 배치될 수 있다.In the cooling system, the first heat pipe and the second heat pipe may be alternately arranged.
본 발명에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프는, 열적 물성이 우수한 물을 작동유체로 사용하여 발열체를 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 장치나 기기가 빙점 이하의 낮은 온도로 유지되는 환경에서도 결빙을 해소하여 히트파이프를 매우 원활하게 작동시킬 수 있다. The heat pipe capable of operating at a temperature below the freezing point according to the present invention can effectively cool a heating element by using water having excellent thermal properties as a working fluid and can freeze even in an environment where the apparatus or the apparatus is maintained at a temperature lower than a freezing point The heat pipe can be operated very smoothly.
특히, 본 발명에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프는 응축부를 차단하는 불응축성 가스 등을 사용하지 않고, 관내 주입된 열에너지로 자연스럽게 결빙을 해소하여 작동유체를 순환시키므로 열전달 구간의 축소가 전혀 없고, 빙점 이하의 낮은 온도에서도 높은 냉각효율을 유지할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.Particularly, the heat pipe which can be operated at a temperature below the freezing point according to the present invention does not use a non-condensing gas to block the condensing portion, naturally freezes the ice with the thermal energy injected into the tube, circulates the working fluid, There is a very useful effect that high cooling efficiency can be maintained even at a low temperature below the freezing point.
또한, 이러한 히트파이프를 포함하는 냉각시스템은 빙점 이하의 온도에서도 서로 다른 복수 개의 히트파이프가 상호 작용하여 원활하게 운용이 가능한 장점이 있으며, 열적 물성이 우수한 물을 보다 적극적으로 활용하여 냉각 효율을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the cooling system including such a heat pipe has an advantage that a plurality of heat pipes, which are different from each other even at a temperature below a freezing point, interact with each other and can operate smoothly. Further, There is an advantage that it can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프의 부분절개 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 히트파이프가 상온에서 작동하는 작동과정을 개념적으로 도시한 작동도이다.
도 4 내지 7은 도 1의 히트파이프가 빙점 이하의 온도에서 작동하는 작동과정을 개념적으로 도시한 작동도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프를 포함하는 냉각시스템의 사시도이다.
도 9는 도 8의 냉각시스템의 내부구조를 도시한 종단면도이다.
도 10은 도 8의 냉각시스템의 제1히트파이프 및 제2히트파이프의 배치상태를 도시한 횡단면도이다.
도 11은 제1유체인 물의 온도조건에 따른 포화압력, 및 제2유체를 구성할 수 있는 특정물질의 온도조건에 따른 포화압력의 변화추이를 함께 도시하여 비교한 그래프이다.1 is a partially cutaway perspective view of a heat pipe operable at a temperature below the freezing point in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 2 and FIG. 3 are operation diagrams conceptually showing an operation process in which the heat pipe of FIG. 1 operates at room temperature.
Figs. 4 to 7 are operation diagrams conceptually showing an operation process in which the heat pipe of Fig. 1 operates at a temperature below the freezing point.
8 is a perspective view of a cooling system including a heat pipe operable at a temperature below the freezing point in accordance with one embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the cooling system of Fig. 8; Fig.
Fig. 10 is a cross-sectional view showing the arrangement of the first heat pipe and the second heat pipe in the cooling system of Fig. 8;
FIG. 11 is a graph showing a comparison between a saturation pressure according to a temperature condition of water as a first fluid and a change in a saturation pressure according to a temperature condition of a specific material that can constitute the second fluid.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프 및 그를 포함하는 냉각시스템에 대해 상세히 설명한다. 설명이 논리적 일관성을 유지하도록 먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프에 대해 상세히 설명한 후, 이를 바탕으로 도 8 내지 도 10을 참조하여 냉각시스템에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a heat pipe operable at a temperature below the freezing point according to an embodiment of the present invention and a cooling system including the heat pipe will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. First, referring to Figs. 1 to 7, description will be made of details of a heat pipe operable at a temperature below the freezing point, and the cooling system will now be described in detail with reference to Figs. 8 to 10 .
본 명세서 상에서 '어는점'은 물질이 냉각되어 액체상태에서 고체상태로 상변화되는 온도를 의미하며, '빙점'은 특히 물이 결빙되어 얼음이 되는 온도를 의미한다. In the present specification, the term "freezing point" means a temperature at which a material is cooled and phase-changed from a liquid state to a solid state, and a "freezing point" means a temperature at which water becomes ice, in particular, water is frozen.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프의 부분절개 사시도이다.1 is a partially cutaway perspective view of a heat pipe operable at a temperature below the freezing point in accordance with one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프(1)는 내부에 작동유체(101)가 수용되고 밀폐되며 상기 작동유체(101)가 상변환되어 이동 가능한 공간이 형성된 관체부(100), 관체부(100)의 일단부를 이루며 작동유체(101)가 열을 흡수하여 증발하는 증발부(110), 및 관체부(100)의 타단부를 이루며 작동유체(101)가 열을 방출하여 액화되는 응축부(120)를 포함한다. 이 때 상기 작동유체(101)는 비공비(Non azeotropic) 혼합유체로서, 물(water)로 이루어진 제1유체(101a)와 물보다 비등점이 높고 물과 비혼합되며 물보다 비중이 큰 제2유체(101b)를 포함하여, 열이 유입되기 전에 액체 상태를 유지하고 증발부(110)로 열이 유입되면 기화하여 순환한다.1, a
특히, 물로 이루어진 제1유체(101a)가 빙점 이하의 온도에서 결빙되는 경우라 하더라도, 물보다 비등점이 높고 물과 비혼합되는 제2유체(101b)가 건조해진 증발부(110) 내부에서 기화하여 결빙된 제1유체(101a)를 녹여 순환시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프(1)는 비공비성(혼합물을 구성하는 각각의 유체가 서로 다른 온도에서 증발하여 상변화에 따라 혼합물의 조성이 바뀌는 등 혼합 유체가 개별성을 갖는 특성)을 갖는 제1유체(101a)와 제2유체(101b)의 혼합유체를 이용하여 상온에서뿐만 아니라 빙점 이하의 낮은 온도에서도 원활하게 작동할 수 있다.Particularly, even if the
또한, 제2유체(101b)는 비중이 커 평소에는 물로 이루어진 제1유체(101a) 하부에서 층상으로 존재할 뿐 열전달 과정에 주도적으로 참여하지 않는다. 제2유체(101b)는 제1유체(101a)가 결빙되는 경우 선택적으로 증발되어 이를 해소하는 역할을 할 뿐 제1유체(101a)가 해빙되면 히트파이프(1)의 전반적인 특성은 물로 이루어진 제1유체(101a)에 의해 지배된다. 따라서, 빙점 이하의 낮은 온도에서도 원활하게 작동 가능하되, 열 특성이 우수한 물을 주된 열전달 매체로 활용하여 매우 효율적인 냉각이 가능한 히트파이프(1)를 제공할 수 있다. 이하, 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프(1)의 구조 및 작동과정에 대해 각 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.In addition, the
관체부(100)는 내부가 빈 관재(管材)로 형성된다. 작동유체(101)는 관체부(100) 내부의 빈 공간에 수용되어 액체 또는 기체 상태로 상변환 되면서 이동할 수 있다. 작동유체(101)가 보다 원활하게 이동할 수 있도록 관체부(100) 내부는 적절히 감압될 수 있으며, 관체부(100)의 일측 단부를 통해 작동유체(101)가 주입된 후 관체부(100)는 완전히 밀폐될 수 있다. The
관체부(100)는 도시된 바와 같이 수직 방향으로 연장될 수 있으나, 이에 한정될 것은 아니며 설치장소의 형상이나 히트파이프(1)가 설치되는 장치의 내부구조 등에 대응하여 다양하게 변형될 수 있다. 관체부(100)는 적어도 일부가 경사지게 배치될 수도 있으며, 굴절된 부분을 포함할 수도 있다. 관체부(100)는 내부에서 작동유체(101)가 용이하게 이동할 수 있는 한 여러 가지 다양한 형상으로 자유롭게 변형될 수 있다.The
관체부(100) 일 측에는 적어도 하나의 방열핀(200)이 결합된다. 방열핀(200)은 관체부(100)의 응축부(120) 측에 복수 개가 결합될 수 있으며, 관체부(100)가 연장된 방향과 교차하는 방향으로 복수 개가 서로 평행하게 배열될 수 있다. 방열핀(200)은 히트파이프(1)가 복수 개 형성되는 경우 서로 다른 히트파이프(1) 사이를 서로 연결하여 냉각효율을 높이도록 형성될 수도 있다. 관체부(100) 및 방열핀(200)은 예를 들어, 열전도도가 높은 금속물질로 이루어질 수 있다.At least one radiating fin (200) is coupled to one side of the tubular part (100). A plurality of
증발부(110)는 관체부(100)의 일측 단부에 형성되고, 응축부(120)는 관체부(100)의 타측 단부에 형성된다. 증발부(110) 및 응축부(120)는 관체부(100)의 일부이며 내부 공간을 통해 서로 연결된다. 작동유체(101)는 관체부(100) 내부 공간을 통해 증발부(110)와 응축부(120) 사이를 순환하며 열을 전달한다. 증발부(110)는 열원과 접촉하여 관체부(100) 내부로 열이 유입되는 영역 전체가 될 수 있으며, 응축부(120)는 작동유체(101)를 통해 전달된 열이 관체부(100)외부로 방출되는 영역 전체가 될 수 있다. 작동유체(101)는 증발부(110)에서 열을 흡수하여 증발하고 응축부(120)에서 열을 방출함으로써 액화된다. The
응축부(120)에는 전술한 바와 같이 방열핀(200)을 교차 결합하여 냉각 효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 증발부(110)와 열원 사이에도 열전도율이 높은 전열재료를 삽입하여 열원으로부터 보다 빠르게 열이 유입되도록 할 수 있다. 발열체의 열은 증발부(110)로 유입되고 작동유체(101)를 따라 응축부(120)로 수송되며 응축부(120)에서 방출되어 소산된다. 작동유체(101)는 증발부(110)에서 증발되어 열에너지를 흡수하고 응축부(120)에서 응축되어 열에너지를 방출하는 상변화 과정을 통해 발열체의 열을 빠르게 수송한다.The cooling efficiency can be increased by cross-coupling the radiating
작동유체(101)는 제1유체(101a) 및 제2유체(101b)를 포함한다. The working
제1유체(101a)는 물(water)이며, 물은 상변화 과정에서 흡열 또는 발열량이 크고 표면장력 등 관내 유체 이동에 관여하는 물적 특성이 우수하여 매우 효과적인 열수송 매체가 된다. 제2유체(101b)는 물보다 비등점이 높고 물과 비혼합성이며 물보다 비중이 큰 물질이다. 따라서, 물이 증발하는 온도에서 증발되지 않고 보다 높은 온도조건에 도달하는 때 상변화된다. 또한 제2유체(101b)는 물보다 비중이 커 도시된 바와 같이 제1유체(101a)의 하부에 층을 이루어 존재하며 일부 증발하더라도 상대적으로 무거워 관체부(100)의 하부에 머물 뿐 열수송 과정에 주도적으로 참여하지 않는다. The
작동유체(101)는 이와 같이 물성이 서로 상이한 제1유체(101a)와 제2유체(101b)가 혼합된 비공비 혼합유체로서, 열이 유입되기 전에는 액체상태를 유지하고 있다가 증발부(110)로 열이 유입되면 흡열하여 기화된다. 작동유체(101)는 온도조건에 따라서 제1유체(101a)와 제2유체(101b)의 조성이 변화하며, 물로 이루어진 제1유체(101a)가 주된 열수송 매체로 기능한다. 특히, 빙점 이하의 온도가 되어 제1유체(101a)가 응축부(120) 측에서 결빙되면 건조해진 증발부(110) 측에서 제2유체(101b)가 증발하고, 제2유체(101b)가 제1유체(101a)를 녹여 다시 열수송 과정에 참여하도록 제어한다. 제2유체(101b)는 물로 이루어진 제1유체(101a)보다는 어는점이 낮은 물질(즉, 빙점보다 어는점이 낮은 물질)로 형성되어 빙점 이하의 온도에서도 얼지 않고 액체 상태를 유지할 수 있다. The working
즉, 제2유체(101b)는 물보다 비등점이 높고 물과 비혼합되며 물보다 비중이 크고 어는점이 빙점(특히, 물이 결빙되어 얼음이 되는 온도를 의미함)보다 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 물질은 예를 들어, 3-ethoxy-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 및 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N,N-bis(nonafluorobutyl)butan-1-amine - 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N-(nonafluorobutyl)-N-(trifluoromethyl)butan-1-amine (1:1) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 것일 수 있으며, 예를 들어, 상용의 제품(3M社 Novec 7500 Engineered Fluid(HFE7500), 3M社 Fluorinert Electronic Liquid FC-40(FC-40) 등)을 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정될 필요는 없으며 상기한 물적 특성을 만족시키는 다양한 물질이 제2유체(101b)가 될 수 있다. That is, the
도 11의 그래프를 참조하여 물 및 물과 비공비 혼합유체를 이루는 물질의 물적 특성차이에 대해 좀 더 구체적으로 살펴볼 수 있다. 도 11의 그래프는 물의 온도조건에 따른 포화압력(곡선 A)과, 전술한 물질 HFE7500의 온도조건에 따른 포화압력(곡선 B)을 함께 도시하여 비교한 그래프이다.Referring to the graph of FIG. 11, the difference in physical properties between water and water and the material constituting the non-conjugate fluid can be more specifically described. 11 is a graph in which the saturation pressure (curve A) according to the temperature condition of water and the saturation pressure (curve B) according to the temperature condition of the above-described material HFE7500 are shown together.
기-액 상변화 시에는 액체의 온도가 상승하여 온도상승에 따른 내부에너지증가가 불가능한 상태. 즉 내부에너지가 포화된 상태에서 열전달이 일어나며 이 때의 온도와 압력은 각 물질의 고유한 특성이다. 예로써 물은 표준대기압(101325pa)에서 100C이며 압력 감소에 따라 포화온도도 감소한다.In the vapor-liquid phase change, the temperature of the liquid rises, making it impossible to increase the internal energy due to the rise in temperature. That is, heat transfer takes place in a state where the internal energy is saturated, and the temperature and the pressure at this time are inherent characteristics of each material. As an example, water is at 100 ° C at standard atmospheric pressure (101325 pa) and the saturation temperature decreases with decreasing pressure.
도 11의 그래프에 도시된 바와 같이, 동일온도에서 물의 증기압이 HFE7500보다 높으며 예를 들어, 히트파이프가 60℃를 유지하는 경우 내부 압력은 0.2bar가 된다. 따라서, 이러한 포화상태에서 물은 액체에서 기체로의 기-액 상변화가 이루어진다. 그러나 HFE7500은 동일한 압력에서 포화온도가 약 80℃이상으로 그보다 높으므로 이 물질은 불포화상태(즉 압축수 상태)가 된다. 따라서 내부에너지가 불포화되어 HFE7500은 기-액 상변화가 발생하지 않으며 온도 증가가 발생하면 현열 형태의 내부에너지로 액체상태의 물질 내부에 저장될 뿐이다. As shown in the graph of FIG. 11, when the vapor pressure of water at the same temperature is higher than HFE 7500, for example, when the heat pipe is maintained at 60 占 폚, the internal pressure becomes 0.2 bar. Thus, in this saturated state, water vapor-liquid phase change from liquid to gas is achieved. However, the HFE 7500 is at an unsaturated (ie, compressible) state because the saturation temperature is higher than about 80 ° C at the same pressure. Therefore, HFE7500 does not cause vapor-liquid phase change because internal energy is unsaturated. When temperature increase occurs, it is only stored in liquid state due to internal energy of sensible heat.
한편, 온도조건이 변화하여 물의 어는점에 도달하면 물은 고체 상태로 결빙되고 증기상태로 존재하지 않는다. 물은 응축부(도 2의 120참조)에 결빙되며, 증발부(도 2의 110참조)에는 물보다 어는점이 훨씬 낮은 HFE7500이 액체상태로 존재한다. 이 때 증발부에 열이 가해지면 액체상태인 HFE7500의 온도가 상승하여 포화상태에 이르게 되며 히트파이프 내부 압력은 HFE7500에 의하여 지배된다. 따라서 포화상태인 HFE7500은 액체에서 기체로의 기-액 상변화를 이루며 증발부의 열을 응축부로 이송하는 열전달을 수행하게 된다. 또한 물과 HFE7500등 여러 물질들은 온도가 감소하면 동일한 압력에서 상대적 포화압력차도 감소하여 물의 어는점에서 압력은 0.006bar이며 HFE7500은 7℃에서 0,001bar로써 오히려 물보다 증기압이 낮으며 이러한 조건에서는 HFE7500이 포화압력을 지배하게 되며 기-액 상변화가 발생하게 된다.On the other hand, when the temperature condition changes to reach the freezing point of water, the water freezes in a solid state and does not exist in a vapor state. The water is freezing in the condensing portion (see 120 in FIG. 2), and the evaporator (see 110 in FIG. 2) has the HFE 7500, which is much cooler than water, in a liquid state. At this time, when heat is applied to the evaporator, the temperature of the liquid HFE7500 rises and reaches the saturation state, and the pressure inside the heat pipe is controlled by HFE7500. Therefore, the saturated HFE7500 makes vapor-liquid change from liquid to gas and performs heat transfer to transfer the heat of the evaporator to the condenser. In addition, water and various materials such as HFE7500 decrease the relative saturation pressure difference at the same pressure when the temperature decreases. The pressure at the freezing point of water is 0.006 bar. HFE7500 has a vapor pressure lower than that of water at 0.001 bar at 7 ℃. The pressure is dominated and vapor-liquid phase changes occur.
비공비 혼합유체인 작동유체를 이룰 수 있는 예시적 물질들의 대표적 물성을 도표화하여 도시하면 다음과 같다.
Representative physical properties of exemplary materials that can produce a working fluid that is a non-conjugate fluid are tabulated below.
물성
Properties
물
water
FC40
FC40
HFE7500
HFE7500
어는점(℃)
Freezing Point (℃)
0
0
-57
-57
-100
-100
1기압 끓는점(℃)
1 atm Boiling point (℃)
100
100
155
155
128
128
밀도(kg/m3)
Density (kg / m3)
1000
1000
1850
1850
1614
1614
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 이와 같은 작동유체(101)의 특성을 이용한 히트파이프(1)의 작동과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the
도 2 및 도 3은 도 1의 히트파이프가 상온에서 작동하는 작동과정을 개념적으로 도시한 작동도이고, 도 4 내지 7은 도 1의 히트파이프가 빙점 이하의 온도에서 작동하는 작동과정을 개념적으로 도시한 작동도이다.Figs. 2 and 3 are conceptual diagrams illustrating an operation process in which the heat pipe of Fig. 1 operates at room temperature, and Figs. 4 to 7 are conceptual views of an operation process in which the heat pipe of Fig. 1 operates at a temperature below the freezing point Fig.
우선 상온에서의 작동과정에 대해 설명한다. 본 명세서 상에서 '상온'은 물이 결빙되어 얼음이 되지 않는 빙점보다 높은 온도를 말하는 것으로 제1유체(101a)가 액체상태로 유지되는 온도를 말한다.First, the operation process at room temperature will be described. In the present specification, 'ambient temperature' refers to a temperature higher than a freezing point where water freezes and does not become ice, and refers to a temperature at which the
제1유체(101a)가 결빙되지 않는 상온에서 증발부(110)를 열원에 접촉시키면, 도 2에 도시된 바와 같이 증발부(110)로 유입된 열(관체부 하단의 굴절된 화살표 참조)에 의해 즉각적으로 온도가 상승한다. 제1유체(101a)의 온도가 비등점까지 상승하면 액체 상태의 제1유체(101a) 표면으로부터 증발이 일어나 기화된다. 기화된 제1유체(101a)는 분자운동에 의해 상승하여 응축부(120)까지 도달한다.When the
이 때, 증발부(110)로 유입된 대부분의 열은 상대적으로 비등점이 낮아 먼저 상변화하는 제1유체(101a)에 흡수된다. 또한, 제1유체(101a)는 지속적인 상변화 과정을 통해 지속적으로 열을 흡수하므로 상대적으로 높은 비등점을 갖는 제2유체(101b)는 제1유체(101a) 하부에서 액상의 층을 이루어 존재할 뿐 기화되지 못한다. 또한, 부분적으로 과열되어 제2유체(101b)의 일부가 기화되는 경우에도, 제2유체(101b)는 상대적으로 무거워 충분한 열에너지가 제공되지 못하는 한 증발부(110) 주변에 머물 뿐 응축부(120)까지 도달하지 못한다.At this time, most of the heat introduced into the
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 물로 이루어진 제1유체(101a)가 증발부(110)와 응축부(120) 사이를 순환(관체부 내부의 실선 및 점선화살표 참조)하면서 주도적으로 열을 수송하고 히트파이프(1)의 전열 특성이 제1유체(101a)에 의해 지배된다. 제1유체(101a)는 기체 상태로 상승하여 응축부(120)까지 도달하며 상대적으로 온도가 낮은 응축부(120)에서 흡수한 열을 방출하고 액화된다. 방출된 열은 응축부(120)에 결합된 방열핀(200)을 따라 빠르게 소산된다(방열핀 주위의 굴절된 화살표 참조).Therefore, as shown in FIG. 3, the
도시되지 않았지만, 관체부(100) 내벽에는 모세관이나 망체, 다공형상의 윅(wick)구조가 형성되어 액화된 제1유체(101a)가 응축부(120)로 빠르게 귀환하도록 유도할 수 있다. 또한, 작동유체(101)는 증발부(110)로 열이 유입되기 전 액체상태에서 제1유체(101a)와 증발부(110)가 접촉하는 접촉면적이 제2유체(101b)가 증발부(110)와 접촉하는 접촉면적보다 크게 하여 제1유체(101a)가 보다 용이하게 증발되도록 할 수 있다. 열이 유입되기 전 액체상태에서 제2유체(101b)에 대한 제1유체(101a)의 부피비는 1보다 클 수 있다(도 1 참조).Although not shown, a capillary, a net, and a porous wick structure may be formed on the inner wall of the
이와 같은 과정을 통해 상온에서 발열체를 용이하게 냉각시킬 수 있다. Through this process, the heating body can be easily cooled at room temperature.
한편, 빙점 이하의 온도에서는 도 4에 도시된 바와 같이 증발부(110)로 열이 유입되는 경우에도 제1유체(101a)가 원활하게 순환하지 못한다. 즉, 최초에 증발부(110)에서 결빙된 상태였다 하더라도 지속적으로 열이 공급되므로 제1유체(101a)가 증발부(110) 내부에서 1차적으로 기화하는 데는 문제가 없다. 하지만, 기화된 제1유체(101a)가 응축부(120)로 이동한 후 발열하면 온도가 빙점 이하로 내려가 도시된 바와 같이 결빙된다. 따라서, 응축부(120)에 빙막(A)이 형성되고 제1유체(101a)의 순환이 중지되며 귀환하는 제1유체(101a)의 양이 감소함에 따라 증발부(110)가 건조해진다.On the other hand, when the temperature is lower than the freezing point, the
증발부(110)가 건조해지면 증발부(110)로 주입되는 열은 도 5에 도시된 바와 같이 제2유체(101b)가 모두 흡수하게 된다. 따라서, 제2유체(101b)가 과열되어 상대적으로 높은 비등점까지 용이하게 도달하고 증발부(110)에서 제2유체(101b)가 증발하기 시작한다. 즉, 빙점 이하의 온도에서 작동유체(101)의 조성이 변화하고 제2유체(101b)가 상변화 되어 일시적으로 열수송 과정에 참여한다.When the
이와 같이 기화된 제2유체(101b)는 도 6에 도시된 바와 같이 응축부(120)로 이동하여 반복적, 지속적으로 빙막(A)과 접촉한다. 따라서, 제2유체(101b)는 열에너지를 잃고 액화되며 제1유체(101a)는 열에너지를 얻고 융해된다. 이를 통해 빙막(A)이 제거되고 제1유체(101a)의 결빙상태가 해소된다. 융해되어 액체 상태로 전환된 제1유체(101a)는 액화된 제2유체(101b)와 함께 증발부(110)측으로 귀환된다.The vaporized
바람직하게는, 제2유체(101b)의 액화에너지(제2유체가 기체에서 액체로 상변화하면서 방출하는 액화열에 제2유체의 질량을 곱한 양일 수 있다)가 제1유체(101a)의 융해에너지(제1유체가 고체(얼음)에서 액체로 상변화하면서 흡수하는 융해열에 제1유체의 질량을 곱한 양일 수 있다)와 같거나 크게 하여 결빙된 제1유체(101a)를 모두 녹일 수 있다. 제2유체(101b)는 이러한 물질 특성을 적절히 고려하여 선택할 수 있다.Preferably, the liquefaction energy of the
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 결빙이 해소되어 히트파이프(1)가 빙점 이하의 온도에서도 원활하게 작동한다. 증발부(110)로 귀환된 제1유체(101a)는 상대적으로 비등점이 낮아 증발부(110)의 열을 흡수한 후 곧바로 증발되고, 제2유체(101b)는 충분한 열을 흡수하지 못하여 액체상태로 제1유체(101a)의 하부에 유지된다. 따라서, 이러한 경우에도 증발부(110)와 응축부(120)사이를 순환하여 주도적으로 열을 수송하는 매개체는 제1유체(101a)가 되며 히트파이프(1)의 전열 특성이 제1유체(101a)에 의해 지배된다. 외기의 온도가 낮아 순환중에 다시 결빙이 발생하면 증발부(110)가 건조해지고 제2유체(101b)가 증발하여 결빙상태는 즉각적으로 해소된다. Therefore, as shown in Fig. 7, the freezing is eliminated and the
즉, 본 발명에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프(1)는 열적 특성이 우수한 물로 이루어진 제1유체(101a)를 상온 및 빙점 이하의 저온 모두에서 주된 열매체로 활용한다. 따라서, 높은 냉각 효율을 유지할 수 있다. 또한, 제2유체(101b)는 결빙을 해소하여 히트파이프(1)를 시동하고 제1유체(101a)를 열수송 과정에 참여시키는 데 사용한다. 따라서, 전술한 과정을 통해 보다 자연스럽게, 자동적으로 결빙이 해소되고, 결빙이 해소된 응축부(120) 전체를 통해 방열하여 보다 높은 냉각 효율을 유지할 수 있다.That is, the
이러한 방식으로 상온 및 빙점 이하의 저온에서 히트파이프(1)를 원활하게 작동시켜 발열체를 냉각시킬 수 있다.In this way, the
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프를 포함하는 냉각시스템에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a cooling system including a heat pipe operable at a temperature lower than a freezing point according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프를 포함하는 냉각시스템의 사시도이고, 도 9는 도 8의 냉각시스템의 내부구조를 도시한 종단면도이며, 도 10은 도 8의 냉각시스템의 제1히트파이프 및 제2히트파이프의 배치상태를 도시한 횡단면도이다.FIG. 8 is a perspective view of a cooling system including a heat pipe operable at a temperature below the freezing point according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the cooling system of FIG. 8, 8 is a cross-sectional view showing the arrangement of the first heat pipe and the second heat pipe of the cooling system in Fig. 8; Fig.
본 발명의 일 실시예에 의한 냉각시스템(2)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 일 면이 열원과 접하는 증발부블록(30), 증발부가 증발부블록(30)에 삽입 고정되고 내부에 물로 이루어진 제1유체(11a)와 물보다 비등점이 높고 물과 비혼합되며 물보다 비중이 큰 제2유체(11b)로 이루어진 제1작동유체(11)가 수용된 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 제1히트파이프(10), 제1히트파이프(10)에 인접하여 증발부가 증발부블록(30)에 고정되며 내부에 물만으로 이루어진 제2작동유체(21)가 수용된 제2히트파이프(20)를 포함한다. 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20)는 외관상 동일할 수 있으나 내부에는 제1작동유체(11) 및 제2작동유체(21)의 서로 조성이 다른 작동유체가 각각 수용된다.As shown in FIGS. 8 and 9, the
이 때, 제1히트파이프(10)는 앞서 설명한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프(도 1의 1참조)와 완전히 동일한 것이며, 제1작동유체(11) 역시 전술한 제1유체와 제2유체가 혼합된 작동유체(도 1의 101참조)와 완전히 동일한 것이다. 이는 물만을 작동유체로 활용하는 제2히트파이프(20)와 구별하여 냉각시스템(2)을 보다 명확히 설명하기 위해 부득이하게 구분된 것으로서, 이하, 제1히트파이프(10) 및 제1작동유체(11) 등에 대한 설명은 모두 전술한 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프, 및 히트파이프에 포함된 작동유체에 대한 설명으로 대신한다.At this time, the
본 발명의 일 실시예에 의한 냉각시스템(2)은 이와 같이 물을 포함하는 비공비 혼합유체인 제1작동유체(11)로 빙점 이하의 온도에서도 작동 가능한 제1히트파이프(10)와, 물로만 이루어진 제2작동유체(21)를 이용하는 제2히트파이프(20)를 함께 사용한다. 따라서, 시스템의 전체의 효율이 전열 특성이 우수한 물에 의해 지배되어 높은 냉각 효율을 나타낼 수 있다. 또한, 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20)는 도 10에 도시된 바와 같이 서로 인접하게 교번하여 배치됨으로써 제1히트파이프(10)의 방출열로 제2히트파이프(20)의 결빙을 해소할 수 있다. 따라서, 빙점 이하의 낮은 온도에서도 시스템을 원활하게 구동시킬 수 있다.The cooling system (2) according to an embodiment of the present invention includes a first heat pipe (10) capable of operating at a temperature lower than a freezing point by a first working fluid (11) which is a non- And a second heat pipe (20) using a second working fluid (21) composed of only the second working fluid (21). Therefore, the overall efficiency of the system can be controlled by water having excellent heat transfer characteristics, thereby exhibiting high cooling efficiency. The
냉각시스템(2)은 전열능이 우수한 금속재 등으로 이루어진 증발부블록(30)과 응축부블록(40)을 포함한다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 증발부블록(30)은 상대적으로 협소한 공간에 제1히트파이프(10) 및 제2히트파이프(20)의 일단부를 밀집된 형태로 수용하며, 응축부블록(40)은 제1히트파이프(10) 및 제2히트파이프(20)의 타단부를 서로 이격된 상태로 여유롭게 수용할 수 있다. 증발부블록(30)에 삽입된 제1히트파이프(10)의 일단부와 제2히트파이프(20)의 일단부는 발열체의 열을 흡수하는 증발부로 기능하고, 응축부블록(40)에 삽입된 제1히트파이프(10)의 타단부와 제2히트파이프(20)의 타단부는 흡수된 열을 외부로 방출하여 소산시키는 응축부로 기능한다.The
제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20)는 도 10에 도시된 바와 같이 하나와 다른 하나와 번갈아 가며 교번하여 배치된다. 따라서, 제1히트파이프(10)의 타단부에서 방출된 열이 제2히트파이프(20)에 도달하여 제2히트파이프(20) 내부의 결빙을 해소할 수 있다. 제1히트파이프(10)의 타단부와 제2히트파이프(20)의 타단부 사이에는 도시된 바와 같이 방열핀(200)을 연결하여 보다 원활하게 열을 교환시킬 수 있다. 이를 통해 물만으로 이루어진 제2작동유체(21)가 포함된 제2히트파이프(20)도 빙점 이하의 온도에서 원활하게 작동시킬 수 있다.The
특히, 제2히트파이프(20)는 물만을 작동유체로 사용하므로 물이 아닌 유체가 혼합되어 함께 수용된 제1히트파이프(10)에 비해 열전달 용량이 클 수 있다. 따라서, 적절한 한도 내에서 제2히트파이프(20)의 배치를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 냉각시스템(2)의 냉각 효율을 높이는 것이 가능하다. In particular, since the
상온에서 냉각시스템(2)을 사용하는 경우, 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20)가 모두 원활하게 작동한다. 따라서, 증발부블록(30)으로부터 열을 유입하여 응축부블록(40)까지 열을 이송한 후 외부로 용이하게 방출 및 소산시킬 수 있다. 이를 통해 효율적인 냉각이 가능하다. When the
한편, 빙점 이하의 저온에서 냉각시스템(2)을 사용하는 경우, 제1히트파이프(10)가 전술한 바와 같은 과정을 통해 먼저 작동한다. 따라서, 응축부블록(40)에 결합된 제1히트파이프(10)의 타단부 측으로부터 방열작용이 먼저 진행된다.On the other hand, when the
열에너지는 방열핀(200)을 따라 전도되거나, 또는 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20) 사이의 공간을 통해 직접 제2히트파이프(20)에 전달된다. 따라서, 제2히트파이프(20)의 응축부 측에 생성된 결빙이 매우 손쉽게 해소될 수 있다. 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20)사이의 거리를 감소시키거나 배치상태 등을 보다 열전달이 용이한 상태로 적절히 조절하면 제2히트파이프(20)가 보다 빠르게 작동할 수 있다. 이와 같은 방식으로 제1히트파이프(10)와 제2히트파이프(20) 모두를 작동시켜 발열체를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.The heat energy is conducted along the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프
2: 냉각시스템
10: 제1히트파이프 11: 제1작동유체
11a, 101a: 제1유체 11b, 101b: 제2유체
20: 제2히트파이프 21: 제2작동유체
30: 증발부블록 40: 응축부블록
100: 관체부 101: 작동유체
110: 증발부 120: 응축부
200: 방열핀
A: 빙막1: Heat pipe capable of operating at a temperature below freezing point
2: Cooling system
10: first heat pipe 11: first working fluid
11a, 101a:
20: second heat pipe 21: second working fluid
30: Evaporator block 40: Condenser block
100: tubular portion 101: working fluid
110: evaporator 120: condenser
200: heat sink fin
A:
Claims (8)
상기 관체부의 일단부를 이루며 상기 작동유체가 열을 흡수하여 증발하는 증발부; 및
상기 관체부의 타단부를 이루며 상기 작동유체가 열을 방출하여 액화되는 응축부를 포함하되,
상기 작동유체는 비공비 혼합유체로서,
물(water)로 이루어진 제1유체와, 상기 물보다 비등점이 높고 상기 물과 비혼합되며 상기 물보다 비중이 크고 상기 제1유체 하부에 층을 이루어 존재하는 제2유체를 포함하여, 열이 유입되기 전에 액체 상태를 유지하고 상기 증발부로 열이 유입되면 기화하는 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프.A tubular body portion in which a working fluid is received and sealed, and a space is formed in which the working fluid is phase-transformed to make a movable space;
An evaporator which forms one end of the tubular body and evaporates the working fluid by absorbing heat; And
And a condensing part forming the other end of the tubular part and being liquefied by releasing heat from the working fluid,
The working fluid is a non-
A first fluid comprising water and a second fluid having a boiling point higher than that of the water and not mixed with the water and having a specific gravity larger than that of the water and present as a layer under the first fluid, Wherein the evaporator is operable at a temperature below the freezing point of vaporization when heat is introduced into the evaporator.
상기 제2유체는 상기 제1유체보다 어는점이 낮은 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프.The method according to claim 1,
Wherein the second fluid is operable at a temperature below the freezing point, the freezing point being lower than the freezing point of the first fluid.
상기 제2유체의 액화에너지의 양은 상기 제1유체의 융해에너지의 양과 같거나 큰 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프.The method according to claim 1,
Wherein the amount of liquefaction energy of the second fluid is operable at a temperature equal to or lower than the freezing point of the first fluid.
상기 제2유체는 3-ethoxy-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, 및
1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N,N-bis(nonafluorobutyl)butan-1-amine - 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluoro-N-(nonafluorobutyl)-N-(trifluoromethyl)butan-1-amine (1:1) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프.The method according to claim 1,
Wherein the second fluid is 3-ethoxy-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6-dodecafluoro-2-trifluoromethyl-hexane, and
1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluoro-N, N-bis (nonafluorobutyl) butan-1-amine- 1,1,2,2,3,3,4,4, And at least one of 4-nonafluoro-N- (nonafluorobutyl) -N- (trifluoromethyl) butan-1-amine (1: 1).
상기 작동유체는 열이 상기 증발부로 유입되기 전 상태에서 상기 제1유체와 상기 증발부의 접촉면적이 상기 제2유체와 상기 증발부의 접촉면적보다 크게 유지되는 빙점 이하의 온도에서 작동 가능한 히트파이프.The method according to claim 1,
Wherein the working fluid is operable at a temperature equal to or lower than a freezing point at which a contact area of the first fluid and the evaporating portion is kept larger than a contact area of the second fluid and the evaporating portion in a state before heat is introduced into the evaporating portion.
증발부가 상기 증발부블록에 삽입 고정되는 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 히트파이프인 적어도 하나의 제1히트파이프;
상기 제1히트파이프에 인접하여 증발부가 상기 증발부블록에 고정되며 내부에 작동유체로 물만을 사용하는 적어도 하나의 제2히트파이프를 포함하는 냉각시스템.An evaporation part block at least one surface of which is in contact with a heat source;
At least one first heat pipe being a heat pipe according to any one of claims 1 to 5, wherein the evaporation portion is inserted and fixed in the evaporator portion block;
And at least one second heat pipe adjacent to the first heat pipe, wherein the evaporation portion is fixed to the evaporation portion block and uses only water as a working fluid therein.
상기 제2히트파이프의 열전달 용량이 상기 제1히트파이프의 열전달 용량보다 큰 냉각시스템.The method according to claim 6,
Wherein the heat transfer capacity of the second heat pipe is larger than the heat transfer capacity of the first heat pipe.
상기 제1히트파이프와 상기 제2히트파이프는 서로 교번하여 배치되는 냉각시스템.The method according to claim 6,
Wherein the first heat pipe and the second heat pipe are alternately arranged.
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