所有这些与精确度、可靠性、尺寸限制和严格材料选择相关的因素使得医疗散热工程设计对设计人员而言成了一件高难度的事。热传设计工程师们必须在效率和尺寸Vs成本之间做取舍,并且越来越多地是在散热性能Vs低噪音之间做取舍(这意味着尽管风扇的高容积气流量使其具有良好的散热性能,但在有些应用中却不能使用风扇)。
散热工程师们已经越来越多地转向被动传热设备(如,导热管)来应对这些挑战。因为导热管内的工作液有液体和水蒸气两种存在形式,所以导热管为两相冷却器件。工作液从液态到水蒸气的转变实现了热量的传送。导热管内的工作液经过蒸发、传送(热量)、冷凝和冷凝后的工作液被送回蒸发区这一连续周期。在此工作过程中不会有传送零部件失效---在哪些可靠性极其重要以取得精确结果或实现病人康复的应用中,这是核心的考虑因素。被动传热组件的设计简单明了,一般涉及一个注有工作液、相对容易做到微型化的真空密封管。不断进步的毛细结构技术有助于确保已经冷却和冷凝的工作液能抵抗重力,将其有效而可靠地送回导热管的热量输入段。这使得导热管可工作在不同朝向。在有更多设计自由的情况下,设计人员甚至可以采用柔性导热管。
另一个比较常用的散热方案是散热片。散热片可以工作在强迫或自然对流方式。但同样,无论采用哪种方案都意味着要进行取舍。如果加大用来冷却的气流,则意味着可以减少散热鳍片的数量或缩小散热鳍的面积。但是,如果风扇产生的气流越大,其所产生的噪音也越大;如果风扇产生的气流小,则风扇运行更安静且尺寸能做到更小,但这又意味着散热片必须有更多或更大的散热鳍片。因此,在同一设备内要让散热组件同时做到尺寸更小和更安静不是件容易的事。
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