Onderzoek naar energiezuinige koeling van elektronica
Met CENACO beoogt Fontys inzicht te verkrijgen in het daadwerkelijke potentieel van natuurlijke convectie als koelmechanisme voor elektronica. Het project speelt in op de behoefte van high-tech bedrijven aan energiezuinige en robuuste koeloplossingen, bijvoorbeeld voor industriële elektronica en datacentercomponenten.
Het onderzoek maakt gebruik van 3D-geprinte aluminium heat sinks die warmte opnemen van elektronische componenten en afgeven aan een circulerende vloeistof. De warmte wordt vervolgens via een hogergeplaatste warmtewisselaar passief aan de omgeving afgevoerd. De stroming in het systeem ontstaat zonder externe energie, uitsluitend door dichtheidsverschillen in de vloeistof.
Naast optimalisatie van geometrie en koelvermogen wordt onderzocht hoe het systeem zich gedraagt bij meerdere warmtebronnen die parallel op één circuit zijn aangesloten. De opzet is bedoeld als verkennend onderzoek richting praktische toepassing en verdere opschaling.
Nieuwe ontwerpmogelijkheden voor thermisch management
De meerwaarde van CENACO ligt in de combinatie van passieve koeling, additive manufacturing en experimentele validatie. Omdat pompen of ventilatoren niet nodig zijn, is het systeem energiezuinig, stil en onderhoudsarm. Het ontbreken van bewegende delen vergroot de betrouwbaarheid en maakt de technologie aantrekkelijk voor toepassingen met hoge eisen aan beschikbaarheid en levensduur.
Dankzij 3D-printtechnieken kunnen compacte en efficiënte heat-sink-geometrieën worden gerealiseerd die met conventionele productiemethoden moeilijk maakbaar zijn. Het project levert daarmee nieuwe ontwerpinzichten op voor thermisch management binnen high-tech systemen en vormt een basis voor vervolgonderzoek en industriële doorontwikkeling.
Koelprestaties met potentie
In een experimentele testopstelling is het koelvermogen van het systeem onderzocht met een representatieve warmtebron, gebaseerd op een Intel Xeon Platinum-processor. Met een vloeistofkolom van circa zes meter en een 3D-geprinte aluminium heat sink is aangetoond dat bij een koelwatertemperatuur van ongeveer 50 °C een koelvermogen van zo’n 370 watt haalbaar is.
Bij lagere koelwatertemperaturen, rond 23 °C, loopt het koelvermogen op tot meer dan 700 watt. Deze resultaten laten zien dat natuurlijke convectie, mits goed ontworpen, voldoende potentieel heeft voor toepassing in specifieke high-tech elektronicaomgevingen.
Meer informatie
Dit project wordt uitgevoerd door Fontys Hogeschool in samenwerking met Cortexon (Legrand), Simex Technology en AME. Het project is gefinancierd via de KIEM High Tech-regeling en heeft een looptijd van één jaar.
