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Wärmeabzug über Miniwärmepumpe

IP.com Disclosure Number: IPCOM000199532D
Published in the IP.com Journal: Volume 10 Issue 9B (2010-09-23)
Included in the Prior Art Database: 2010-Sep-23
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Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In elektronischen Komponenten, insbesondere in vergossenen Baugruppen, entsteht Wärme, die an die Umgebung abgeführt werden muss. Dabei stellt die hohe Bauteildichte auf den Flachbaugruppen oft ein Problem dar. Speziell bei Baugruppen welche im explosionsgeschützten Raum eingesetzt werden muss die entstehende Wärme gut verteilt werden. Bisher geschieht das meist durch Konvektion, Abstrahlung oder Wärmeverteilung über Kupferflächen.

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Wärmeabzug über Miniwärmepumpe

Idee: Jean-Marie Schmitter, DE-Karlsruhe

In elektronischen Komponenten, insbesondere in vergossenen Baugruppen, entsteht Wärme, die an die Umgebung abgeführt werden muss. Dabei stellt die hohe Bauteildichte auf den Flachbaugruppen oft ein Problem dar. Speziell bei Baugruppen welche im explosionsgeschützten Raum eingesetzt werden muss die entstehende Wärme gut verteilt werden. Bisher geschieht das meist durch Konvektion, Abstrahlung oder Wärmeverteilung über Kupferflächen.

Ein neuartiger Vorschlag sieht die Verwendung einer miniaturisierten Wärmepumpe vor. Diese Wärmepumpe besteht aus einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Kondensator. Der Verdampfer ist an der Wärmequelle, also einem elektronischen Bauteil, angebracht. Das verdampfte Betriebsmittel wird komprimiert und gibt über den Kondensator außerhalb des Gehäuses oder Vergusses die aufgenommene Wärme wieder ab. Anschließend wird das Betriebsmittel entspannt und dem Kreisprozess wieder zugeführt. Es ist denkbar Verdampfer und Kompressor, oder die gesamte Wärmepumpe als IC (Integrated Circuit) auszuführen. Die zum Antrieb des Kompressors benötigte Energie kann auch durch ein Thermoelement oder durch Nutzung von Vibrationen, Druckdifferenzen, Sonneneinstrahlung, Durchfluss etc. gewonnen werden.

Die vorgeschlagene Wärmepumpe erlaubt die Wärmeabfuhr aus Gehäusen auch bei niedrigen Temperaturdifferenzen. Es entstehen keine Hotspots. Die Energie zum Antri...