科技的進步使得消費性電子產品的微處理器CPU運算速度快速增加，因此CPU發熱瓦數也快速增加，更由於小型化尺寸的限制，傳統熱管和熱沉組合漸漸無法滿足應用需求。冷媒蒸氣壓縮冷卻與低溫冷液之雙循環系統具有較大的散熱溫差及較高熱傳率適合高功率電子產品散熱，本研究探討冷液泵流量、蒸發器流向、壓縮機轉速和冷凝器散熱風扇供電電壓對冷凍循環COP及模擬CPU表面溫度的影響。實驗量測分析結果發現當泵流量由1850增加為2700c.c./min，COP也由3.3變到4.0，模擬CPU表面溫度皆低於45℃。當蒸發器冷媒和冷液流向改成順向流時COP會降低模擬CPU表面溫度也會升高。壓縮機的轉速由2400增加到5400rpm，則消耗的功越多因此COP會從3.8降到1.6。當冷凝器散熱風扇供電電壓由12V降為7V時由於散熱不良COP最大降幅達0.7。經由參數調整系統最大解熱瓦數可達到500W，且模擬CPU溫度不超過61℃。

The CPU computation speed of consumer electronic product increase rapidly due to the progress of electronic technology. Also, the heat generated by CPU increase simultaneously. The other constraint is the limitation of product size. Such that heat pipe and heat sink traditional combination cannot satisfied the cooling application. Small refrigeration and cool liquid double cycles system with large cooling temperature difference and higher heat dissipation rate is much suitable for high power density electronic cooling. In this study cooling pump flow rate, flow direction of evaporator, compressor speed and cooling fan voltage of condenser are investigated the effects on COP and surface temperature of dummy heaters. The experiment results show that when pump flow rate change from 1850 to 2700 c.c./min., COP changed from 3.3 to 4.0 and temperature of dummy heaters all under 45℃. When change flow direction of evaporator from parallel to counter flow, the COP dropped obviously. If the speed of compressor change from 2400 to 5400 rpm, the COP changed from 3.8 to 1.6 due to the increase of compressor work. When the apply voltage of condenser cooling fan change from 12 to 7V, the COP dropped about 0.7. By application of results, the maximum cooling capacity of this small system can reach 500W. And the temperature of dummy heaters is no more than 61℃.

總目錄

中文摘要...............................................................I
ABSTRACT............................................................. II
誌謝..................................................................III
總目錄............................................................... IV
表目錄................................................................VII
圖目錄............................................................... IX
符號說明............................................................. XII

第1章 緒論............................................................1
1.1 研究背景..........................................................1
1.2 研究動機及目的....................................................................2
1.3 文獻回顧...........................................................6
1.4 論文架構...........................................................11

第2章 基礎理論與背景....................................................12
2.1基本蒸氣壓縮冷凍循環.................................................12
2.2蒸氣壓縮循環原理 ..................................................13
2.2.1理想蒸氣壓縮循環..................................................13
2.2.2實際蒸氣壓縮循環..................................................15
2.2.3冷凍循環的性能係數................................................16
2.3蒸氣壓縮冷卻與低溫冷液雙循環系統原理..................................17

第3章 實驗系統架構及實驗方法............................................19
3.1 實驗系統架構......................................................19
3.2 實驗設備介紹......................................................20
3.2.1 蒸氣壓縮冷凍系統............................................20
3.2.2 低溫冷液系統................................................24
3.3實驗程序..........................................................35
3.3.1泵的流量對系統影響之實驗.......................................37
3.3.2板式熱交換器進出水口方向對系統影響實驗...........................39
3.3.3壓縮機轉速對系統影響實驗.......................................41
3.3.4 冷凝器風量對系統影響實驗......................................43

第4章 實驗結果與討論..................................................45
4.1泵的流量對系統影響之實驗測試結果.....................................45
4.2板式熱交換器進出水口方向對系統影響實驗測試結果.........................50
4.3壓縮機轉速對系統影響實測試結果.......................................55
4.4 冷凝器風量對系統影響實驗測試結果....................................64

第5章 結論............................................................72

第6章 未來展望........................................................74

參考文獻..............................................................75

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