Elektrificatie van de transport- en industriesector zorgt voor een belangrijke reductie van de CO2-uitstoot. Om verdere elektrificatie mogelijk te maken, moeten elektrische aandrijflijnen (bestaande uit een elektrische motor, vermogenselektronica en batterij) goedkoper en compacter worden zonder verlies aan vermogen. Een van de bottlenecks hierbij is de koeling, die ervoor moet zorgen dat de componenten niet oververhitten. In dit doctoraat werd tweefasige koeling onderzocht, waarbij het koelmiddel verdampt als er warmte naar wordt overgedragen. Door het kookproces in het koelmiddel wordt een betere koeling verkregen in vergelijking met éénfasige vloeistofkoeling. De warmteoverdracht werd experimenteel opgemeten voor het koelmiddel FK-649, een relatief nieuw koelmiddel met een laag aardopwarmingspotentieel. De koeling werd toegepast op de halfgeleidercomponenten van de vermogenselektronica, aangezien deze een zeer hoge thermische belasting hebben. De metingen tonen aan dat om warmteoverdracht tijdens het bellenkoken nauwkeurig te kunnen beschrijven, drie regimes moeten worden gedefinieerd: gedeeltelijk bellenkoken, volledig ontwikkeld bellenkoken en gedeeltelijk droogkoken. De resultaten bewijzen dat tweefasige koeling met FK-649 haalbaar is, maar dat het nog geen verbetering is ten opzichte van de huidige state-of-the-art koelmethoden. Een modelstudie toont aan dat alternatieve koelmiddelen die werken onder hogere druk nog meer potentieel hebben voor koeling dan FK-649. | |