soojusjuhtimine

Soojusjuhtimine ehk termiline juhtimine on teadus- ja tehnika valdkond, mis tegeleb objekti või süsteemi temperatuuri kontrollimisega. Eesmärk on hoida temperatuuri ohutus- ja töötingimustele sobival tasemel, tagada töökindlus ja optimaalne jõudlus ning vähendada energiakulu ja termilist stressi. Valdkond hõlmab nii sisemiste kui väliste tingimuste mõju ning laialdaselt rakendub elektroonikas, autotööstuses, tööstuses ja andmekeskustes.

Soojusülekande põhimehhanismid on soojusjuhtumine, konvektsioon ja kiiritus. Sõltuvalt materjalidest ja geomeetriast mõjutavad need mehhanismid temperatuuri jaotust süsteemis. Temperatuuride juhtimise üle kontrolli võtmine hõlmab materjalide termilist vastupidavust, lahenduste paigutust ning kasutatavate arvutus- ja katsetamismeetodite rakendamist.

Disainiprotsess sisaldab termilise planeerimise, süsteemide arhitektuuri ja paigutuse määratlemist ning piirangute seadistamist. Termilised mudelid ja simulatsioonid (nt CFD ja finiitElement analüüs) ning laboratoorsed katsetused aidata hinnata soojusülekande jõudlust ja ohutust. Olulised on ka materjalide valik ja liidete kvaliteet.

Tehnoloogilised lahendused jagunevad passiivseteks ja aktiivseteks. Passiivsed lahendused hõlmavad soojusvahetite, isolatsiooni ning termiliste liidete (TIM) kasutamist ja geomeetria optimeerimist. Aktiivsed lahendused hõlmavad ventilaatorite ja pumpade kasutamist, vedelküljed ja külmkapid ning suurema võimsusega jahutussüsteeme. Edasijõudnud lahendused hõlmavad soojuspumpasid, soojuspipide ja faasimuutusmaterjalide kasutamist.

Rakendused hõlmavad elektroonikat, autotööstust, tööstusautomaatikat ja andmekeskuseid. Põhiväljakutsed on tihe pakendamine, suur võimsus- ja energiakulundus ning usaldusväärsuse ja energiasäästlike lahenduste ühendamine. Tulevik toob suurema süsteemse integratsiooni, virtuaalse optimeerimise ja uute materjalide ning lahenduste arendamise.