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열전 적용을 위한 열교환기

전문가 제언: ○ 전력전자와 같은 전자회로에서 회로부품으로부터 발생하는 열을 냉각시키는 것은 회로의 성능과 신뢰성을 위해서 매우 중요하다. 이를 위해 주로 열교환기나 히트 싱크(heat sink)를 이용하여 회로부품으로부터 발생되는 열을 전도·대류·복사에 의해 제거한다.

○ 열교환기에 있어서 자연 대류에 의해 열이 발산되기도 하지만 흔히 열발산을 강화하기 위해 열교환기에 흐르는 냉각유체를 강제 대류(forced convection)시킨다. 또한 열발산량을 증가시키기 위해서는 기본적으로 열교환기의 단위체적당 표면적을 증가시키는 것이 필요하다.

○ 발포물은 단위체적당 표면적이 크기 때문에 열전달에 있어서 매우 효과적이다. 따라서 열전시스템에 있어서도 에너지소비를 감소시키고 열발산량을 증가시키기 위해 발포물 열교환기를 사용할 필요가 있다.

– 그러나 전자기기나 전기기기 분야에서 아직은 발포물 열교환기가 급속히 확대 적용되고 있는 수준은 아니다. 이는 가볍고 우수한 열발산 성능에도 불구하고 몇 가지 제약이 있기 때문이다. 이 중에서도 특히 사용 시간이 경과함에 따라 발포물의 미세 발포공이 먼지에 의해 막혀 표면적이 작아지고 이로 인해 성능이 떨어지는 것이 가장 큰 문제이다.

○ 따라서 발포물 열교환기는 먼지가 없는 특수 환경이나 주기적으로 유지보수가 가능한 사용 환경에 적합하다. 그리고 일반적인 사용 환경에서는 발포 미세공에 대한 막힘방지 기술이 필요하다. 물론 부품수의 증가와 코스트 상승도 최대한 억제되어야 한다. 따라서 발포물 열교환기 적용 시에는 시스템의 사용 환경 특성, 비용 및 에너지소비량 등 시스템 전체에의 효과를 사전 검토할 필요가 있다.

저자: CARRIER CORPORATION
자료유형: 특허정보