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新型微通道自然循环电子冷却器

项目简介：
    电子元器件可靠性的改善、功率容量的增加以及结构的微小型化等都直接取决于器件热控制的完善程度。传统的电子冷却方式冷却能力不超过10W/cm2，成为制约电子工业发展的瓶颈。基于自然循环原理的新型微通道电子冷却器是解决高热流密度散热问题的有效途径，冷却热流密度高达80W/cm2。基于自然循环原理，无须外加动力设备驱动，符合国家节能减排战略需求。适用于移动通信通讯基站，大功率电子元件，国防及太空技术中的发热模块，如雷达、功率放大器、激光器、小卫星以及计算机CPU芯片的冷却。

    研究所开发研制的“新型微通道自然循环电子冷却器”具有自主知识产权，已通过科技成果鉴定并获得国家专利两项。鉴定委员会认为该项目在微通道自然循环冷却技术方面达到国际先进水平，一致同意通过科技成果鉴定。建议进一步开发批量生产技术及装备，推广应用于计算机、通讯基站、大功率电子及激光器等领域。目前该项目正处于产业化推广阶段。

关键技术及创新点：
1. 新型微通道自然循环电子冷却器属于被动式冷却方式，实现了无泵而使工作液体在微通道自然循环回路中循环流动。热量通过工作液体由微通道蒸发器，蒸汽管远传到冷凝器，并将热量最终散发到大气环境中，是电子元器件散热的革新性技术。

2. 采用微通道蒸发器替代传统换热器，大大强化了传热，可适用于高发热功率芯片热量的传输。微通道蒸发器，蒸汽管，冷凝器及液体管构成封闭式回路，无机械转动部件，因而可靠性高，无需维护和检修。

3. 铜材质冷凝器与铝材质太阳花散热片间采用过盈配合，解决了铜铝难以焊接的技术工艺问题。

技术指标：
    散热量及外型结构尺寸可根据用户要求设计，最高冷却热流密度可达80w/cm2,适用于高热流密度散热场合。

适用范围及应用条件：
1. 可用于室内/室外微波发射器、微蜂窝/宏蜂窝移动通信通讯基站、微波中转站以及热量大的工作模块。该技术的应用将使通讯基站机箱内的温度大幅度下降。

2. 可用于大功率电子元件如晶体管、可控硅整流器、大规模集成芯片的冷却。

3. 另一个重要应用是在国防及太空技术中的发热模块，适用于雷达、功率放大器、激光器、小卫星等发热模块的冷却。对于高功率密度激光器，该技术具有非常大的吸引力。在国防及太空技术中，该新型微通道自然循环电子冷却器由于性能优越，体积小，重量轻，具有非常大的吸引力。

4. 计算机CPU芯片。新型微通道自然循环电子冷却器在计算机CPU上的应用，能彻底解决散热不良造成的死机，工作不稳定现象。鉴于计算机的广泛应用，新型微通道自然循环电子冷却器可取代现有的风扇加散热片的传统散热方式，产生巨大的社会和经济效益。

节能减排分析：
    以某典型的移动通讯基站为例，全年耗电约5.1万KWh,其中通信设备耗电39，693KWh，占77%，空调冷却设备耗电11，627KWh，占23%。对广州地区的通信基站能耗情况抽样调查显示，空调耗能占基站耗能的比例从22%到57%不等。

    采用新型微通道自然循环电子冷却技术的优点在于无须外加动力驱动设备，不耗能，在室外温度最高的月份天气辅助加以空调冷却，大大降低设备冷却的耗能量。

    新型微通道自然循环电子冷却器属于封闭系统，使用过程中无泄露，无须重新注液，符合环保要求。

投资效益分析：百万元投资获得千万元利润。

设备费：新型微通道自然循环电子冷却器的各部件采用常规加工技术制造，主要生产设备包括：烘箱、高真空机组、封口机、车床、铣床等。车床1万元，铣床8000元，烘箱5000元、高真空机组1.5万元、封口机2000元。一条生产线投资5万元，按年生产10万套生产规模需2条生产线，设备投资10万元。设备寿命10年，设备年损耗费用=10÷10=1万元。

材料费：每台产品原材料费用100元，每年生产10万套，年材料费100×10万=100万；

人工费：每条生产线需5个工人，每个工人月平均工资2000元，年人工费5×2000×2×12=24万元；

年水电及厂房租金费用：5万元。
则年运行费用为100万+24万+5万+1万=130万元，
以每台售价300元人民币计算，每条生产线日平均产量200套，年产量10万套，年产值约3000万元，其中所获利税30%×3000=900万元，成本130万，纯利润3000-130-900=1970万元。

市场竞争力分析：
电子冷却器市场上现有的产品类型包括：风冷散热器，水冷散热器及热管散热器。
1. 与风冷散热器比较：风冷散热器冷却热流密度不超过10W/cm2，不能满足高热流密度散热需求，微通道自然循环电子冷却器80W/cm2的散热能力能够实现高热流密度散热需求。
2. 与水冷散热器比较：水冷散热器能够达到的冷却能力与本项目产品相似。但水冷散热器需要外加泵等动力设备，系统复杂，管头等连接部件使得水冷散热器容易泄露，需要售后维护，并在使用过程中泄露液体会有腐蚀电子产品电路的危险，本项目产品为封闭系统，无泄露，无须维护。水冷散热器市场售价800-1000元，本项目产品与之比较具有明显的价格优势。
3. 与热管散热器比较：热管内部结构复杂，加工成本高，售价高于本项目产品。
因此，新型微通道自然循环电子冷却器冷却热流密度大，使用安全，售价低廉，无须维护，与现有的电子冷却产品相比，市场竞争优势明显。

已有开发基础：
    承担的广州市科技公关重点项目“新型微通道自然循环电子冷却器的研制及产业化”已通过科技成果鉴定。鉴定委员会认为该项目在微通道自然循环冷却技术方面达到国际先进水平，一致同意通过科技成果鉴定。建议进一步开发批量生产技术及装备，推广应用于计算机、通讯基站、大功率电子及激光器等领域。

    针对本项目中微通道换热器的关键技术，已获得国家专利两项：
1. 一种微热管真空充液装置：本装置具有以下技术效果：1）能对微管道实现低真空度抽真空；2）能在输液软管实现精确定标；3）装置结构简单，操作方便可靠。

2. 硅基微通道热交换器：微通道具有巨大的面积/体积比，能够实现强化传热需求。

成果转化方式：技术入股、技术转让。







 
 
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