Resfriamento de chips eletrônicos através de sistema bifásico utilizando fluído R-134A

Abstract

Neste trabalho, é calculado e construído um protótipo de um sistema bifásico fechado para resfriamento de chips eletrônicos baseado em um termosifão. O funcionamento do sistema é baseado na transferência de calor através da ebulição nucleada e da condensação em vasos, o projeto do protótipo é guiado pelos resultados obtidos nos cálculos. O protótipo é construído em cobre e carregado com fluido refrigerante R-134a, e dimensionado para operar com o chip do sistema de teste, que opera a uma potência variável e controlada. São realizados testes comparativos entre o sistema proposto e um dissipador de calor comum composto por superfície aletada e ventilador, apresentando vantagem para o sistema proposto, que apresentou uma temperatura de trabalho do chip 3º C menor. Ao fim, são propostas melhorias a fim aumentar a eficiência sistema, sugerindo a incorporação de aletas ao condensador.

In this study, a closed two-phase prototype of a thermosyphon for electronic chips is calculated and built. The system is based in heat transfer by nucleate boiling and tube condensation, the prototype project is guided by the results obtained from calculations. The prototype is built in copper and charged with R-134a refrigerant, it is scaled to operate with the test setup chip that works with a variable and controlled power. Tests comparing the system with a default chip cooler are made, these tests show superior performance for the prototype that shows a chip operation temperature 3º C colder. At last, an improvement is proposed for the system aiming for better efficiency, this optimization consists on adding fins to the condenser.