CPL應用於電子構裝散熱之研究

摘要

毛細驅動環路(CPL，Capillary Pumped Loop)具有移熱能力高、熱傳距離長等優點，應用於太空飛行器上高功率發熱元件的散熱方面，效果更是卓越。對於CPL在地面機械的應用，歐、美、日等國家的研究工作亦是不曾間斷。

就熱傳效率而言，利用雙相流移熱方式遠比單相的移熱效率高。其特點就在於利用工作流體(working fluid)兩相間的潛熱(latent heat)變化，從熱源處以蒸發方式迅速移走大量的熱，再以凝結方式在熱沈處釋放出熱量。

在傳統的熱管設計有其缺陷，主要是液氣共用相同的通道，會產生雙向逆流(counter current flow)的現象以及挾帶(Entrainment)現象，當超過一定的熱通量就會很容易發生乾化(dry out)現象而失效。而CPL的概念首先就是使其液氣通道分離，主要基本構造包括蒸發部、冷凝部、蒸汽通道、冷凝水通道、隔離器、儲槽、等，由毛細壓差來驅動整個環路的自然循環。

利用雙相流毛細驅動環路(CPL)有以下幾個優點：

1.不需要任何可移動元件

2.不需外加pump power或電源等

3.在微小的溫度差下，具有高的熱傳送能力，使系統有良好的均溫效果

4.系統傳熱反應過程迅速，因其利用蒸汽流傳熱及凝結

5.因其沒有任何可移動部分，故整個裝置容易保養、可靠性高、壽命長

目前研究方向：

目前主要研究方向在將CPL微小化，並同時與工業界合作，希望能夠直接應用到筆記型電腦散熱上面，以取代目前普遍以熱管為主的移熱裝置。現有的實驗已經可達到穩定移熱16-20W的狀態，還有很多細節上的問題有待改進，期望能夠再更上一層樓。同時也進行的小型CPL玻璃環路以觀察微小化之後CPL環路內部的現象與差異。

實驗結果 :