陳希立臺灣大學：機械工程學研究所虞晉瑞Yu, Jin-RueiJin-RueiYu2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/60959　　隨著電子元件不斷地朝向高性能以及輕薄短小的方向發展，造成單位面積的發熱量愈來愈高，導致近年來各式散熱設備快速發展，而因應未來朝向高功率元件的發展趨勢，散熱模組也多以液態工作流體沸騰或冷凝的相變化方式來達到快速移除熱量之目的。在相關的散熱系統開發中，蒸氣壓縮循環式散熱系統是當中散熱能力最為優秀的方式，從相關文獻可以發現，該散熱系統之COP相當高，且散熱能力高達268W以上，而整個系統甚至可以使用微流道型式的蒸發器與冷凝器並小型化至符合NB內部的容納空間。 　　本研究為實驗室自行開發一套蒸氣壓縮循環式電子散熱系統，並規劃完整的實驗方法與流程，分析各部分元件在不同的參數下對系統性能的影響；包含了壓力調節閥開度、膨脹閥開度、加熱功率、風扇轉速、以及熱源溫度控制等相關參數。而實驗結果顯示出本研究所開發之散熱系統最大散熱（冷凍）能力為325Ｗ，COP最高可達2.4，較其它類型散熱模組表現都佳，未來若能增大冷凝器風扇轉速以及改良蒸發器內流道設計與壓縮機變頻運轉的話，更能提升本研究系統的性能表現。　　The cooling of high power components in electronic products is uniquely challenging due to the increasing power in a narrow area. As a result, more powerful and efficient thermal solutions may be required in order to achieve higher power dissipation. 　　This dissertation experimentally investigates the thermal performances of the vapor compression cooling system（VCCS）for electronic elements. The VCCS includes a compressor, condenser, expansion valve , and two evaporators. All of these components are designed for a vapor compression cycle with R-134a as the working fluid. Especially the two evaporators were simulated to dissipate the heat generated from CPU and GPU respectively. A complete system was built and tested in order to determine overall system feasibility and performance. 　　Experimental results obtained with the prototype system demonstrate its feasibility and performance for use in cooling compact electronic devices. The cooling capacity of the VCCS investigated varied from 275W to 375W, with a COP of 1.9 to 2.4, at pressure ratios of 1.9 to 2.8. The thermal resistance of the evaporator was ranged from 0.12 to 0.21 oC/W. Finally, in order to avoid the destruction of the electronic devices, this research adopts dynamic fan speed to control the temperature of the heat source, which is varid from 1500 to 1725rpm.摘 要 I Abstract II 目 錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 X 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機 3 1-3 文獻回顧 7 1-4 研究目的 10 第二章 基礎原理與理論模式 18 2-1 蒸氣壓縮循環原理 18 2-1.1 組成元件 18 2-1.2 循環過程 21 2-1.3 熱力學分析模式 25 2-2 熱阻理論模式 28 2-2.1 熱阻基本概念 28 2-2.2 熱阻分析模式 30 2-2.3 界面熱阻 31 2-2.4 蒸發熱阻 32 第三章 實驗設備與研究方法 39 3-1 實驗系統說明 39 3-1.1 系統開發 40 3-1.2 實驗設備與量測儀器 45 3-1.3 儀器校正 49 3-2 實驗參數 50 3-2.1 壓力調節閥開度 50 3-2.2 膨脹閥開度 51 3-2.3 熱源加熱功率 51 3-2.4 冷凝器風扇轉速 51 3-2.5 動態熱源加熱功率 52 3-2.6 動態風扇轉速 52 3-2.7 熱源溫度控制 53 3-3 實驗流程 54 3-3.1 穩態實驗流程 54 3-3.2 動態實驗流程 55 3-4 誤差分析 57 第四章 結果與討論 79 4-1 不同實驗參數下之系統穩態性能分析 79 4-1.1 壓力調節閥開度對系統性能之影響 79 4-1.2 膨脹閥開度對系統性能之影響 80 4-1.3 加熱功率對系統性能之影響 81 4-1.4 冷凝器風扇轉速對系統性能之影響 83 4-1.5 系統適當操作參數分析 84 4-2 動態應用下之系統性能分析 86 4-2.1 動態加熱功率對系統性能之影響 86 4-2.2 動態風扇轉速對系統性能之影響 87 4-2.3 熱源溫度控制對系統性能之影響 88 第五章 結論與建議 104 5-1 結論 104 5-2 建議 107 參考文獻 1115492218 bytesapplication/pdfen-US蒸氣壓縮循環電子散熱溫度控制冷凍能力Vapor compression cycleElectronic coolingTemperature controlCooling capacitythesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/60959/1/ntu-96-R94522119-1.pdf