สมาร์ทโฟน, แท็บเล็ตและอุปกรณ์คลื่นที่ในลักษณะทำนองเดียวกันนั้นได้มีการพัฒนาให้มีความสามารถในการใช้งานมากขึ้นกว่าในสมัยกรมากครับ ด้วยความที่สเปคของอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านั้นสูงมากขึ้นเลยทำให้องค์ประกอบภายในของอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านั้นสร้างความร้อนเพิ่มมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และความร้อนที่เกิดขึ้นจนเกินพิกัดที่อุปกรณ์นั้นจะสามารถรับได้ก็กลายมาเป็นปัญหาใหญ่ในปัจจุบันครับ
เพื่อที่จะทำการแก้ปัญหาดังกล่าวทาง Fujitsu Laboratories Ltd ได้มีการพัฒนาห่วงท่อระบายความร้อน(loop heat pipe) อันแรกของโลกที่มีความหนาน้อยกว่า 1 mm โดยจุดประสงค์ของห่วงท่อระบายความร้อนขนาดบางนี้ก็คือการพยายามที่จะจำกัดความร้อนที่สะสมอยู่ภายในของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดังกล่าว ซึ่งห่วงท่อระบายความร้อนขนาดบางนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาโดยใช้เทคโนโลยีในการซ้อนแผ่นโลหะ ซึ่งผลการใช้งานนั้นก็พบว่าห่วงท่อระบายความร้อนแบบใหม่นี้สามารถระบายความร้อนได้ดีกว่าระบบระบายความร้อนเดิมๆ ถึง 5 เท่าตัวเลยทีเดียวครับ
ด้วยเทคโนโลยีห่วงท่อระบายความร้อนแบบบางของทาง Fujitsu นั้นจะสามารถทำให้หน่วยประมวลผลหรือองค์ประกอบภายในอื่นๆ ที่มีการสร้างความร้อนสามารถทำงานได้เย็นลงและยังเป็นการหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการสะสมความร้อน ณ จุดใดจุดหนึ่งของตัวอุปกรณ์อีกด้วยครับ
Loop heat pipe
ห่วงท่อระบายความร้อนนั้นถูกสร้างขึ้นมาเพื่อเป็นอุปกรณ์ในการโอนถ่ายความร้อนโดยตรงครับ ซึ่งจะประกอบไปด้วย evaporator ที่มีความสามารถในการดูดซับความร้อนจากแหล่งกำเนิดความร้อน และ condenser ที่จะทำหน้าที่ในการกำจัดความร้อนด้วยการกระจายไปยังจุดอื่นๆ ด้วยองค์ประกอบทั้ง 2 อย่างนี้นำเอามาเชื่อมต่อกับท่อในรูปแบบลูป(เหมือนรูปด้านล่าง)
การทำงานของห่วงท่อระบายความร้อนนั้นจะมีสารที่อยู่ภายในอย่างสารหล่อเย็นเมื่อความร้อนเคลื่อนที่ผ่านสารหล่อเย็นจากส่วนของ evaporator จะนำเอาความร้อนพาไปบนสารหล่อเย็นด้วย และเมื่อมาถึง condenser ความร้อนที่ถูกนำพามานั้นก็จะถูกกำจัดออกไปทำให้สารหล่อความเย็นภายในกลับมามีความเย็นเหมือนเดิม และก็จะส่งต่อไปยัง evaporator เช่นเดิมวนแบบนี้ไปเรื่อยๆ ครับ
ห่วงท่อระบายความร้อนแบบบางของที่ทาง Fujitsu พัฒนาขึ้นมานั้นจะสามารถนำไปติดตั้งบนส่วนประกอบที่ก่อให้เกิดความร้อนได้ครับ(ตัวอย่างเช่นหน่วยประมวลผล) โดยบนอุปกรณ์ต่างๆ เหล่านี้เช่นสมาร์ทโฟน ก็จะมีส่วนที่สร้างความร้อนอยู่ที่จุดหนึ่งของเครื่องส่วนอื่นๆ ของเครื่องนั้นจะไม่มีความร้อน เมื่อทำการติดตั้งเข้าไปความร้อนที่เกิดขึ้น ณ จุดๆ นั้นก็จะถูกกระจายไปยังส่วนอื่นของอุปกรณ์เพื่อช่วยในการระบายความร้อนที่เกิดขึ้นจากจุดเดียวไปยังจุดอื่นครับ
คุณสมบัติทางด้านเทคโนโลยีของห่วงท่อระบายความร้อนแบบบางมีดังต่อไปนี้ครับ
1. Structural design for high-efficiency heat transfer
การโอนถ่ายความร้อนจะส่งผ่านทางห่วงท่อระบายความร้อนทางเส้นสายที่เสมือนกับเป็นเส้นเลือดฝอยซึ่งจะมีการดูดซับน้ำใน fibres, sponges และ plants ส่วนที่เป็น evaporator จะบรรจุไปด้วยโครงสร้างที่เป็นรูพรุนที่มีหลุมจำนวนมากในการขับเคลื่อนให้ของเหลวสามารถผ่านส่วนที่เสมือนกับเป็นเส้นเลือดฝอย เพื่อให้การทำงานในรูปแบบนี้ประสบความสำเร็จ Fujitsu ได้ทำการซ้อนแผ่นทองแดงเป็นชั้นๆ เพื่อที่จะพัฒนาโครงสร้างที่มีรูขุมขนเล็กจิ๋ว
ด้วยรูปแบบของหลุมที่ถูกฝังอยู่บนแผ่นในแต่ละชั้นจะทำให้มีการชดเชยเล็กๆ น้อยๆ จากชั้นที่อยู่ติดกัน เมื่อทำการนำแผ่นชั้นแต่ละชั้นนี้มาซ้อนทับกันจะทำให้เกิดการไหลเวียนของสารเหลวสำหรับระบายความร้อน
นอกจากนี้ ด้วยการแยกชั้นของไอและของเหลวออกจากกัน ก็จะทำให้เกิดการไหลเวียนภายในขึ้นถึง 2 การไหลเวียนของของเหลวที่อยู่ภายในโครงสร้างแบบซ้อนกัน ซึ่งจะทำให้มีประสิทธิภาพในการโอนถ่ายความร้อนได้ดียิ่งขึ้น และเพราะว่าเส้นสายของของเหลวภายในที่ย้อนกลับไปยัง evaporator จะทำให้เกิดการกระจายตัวของของเหลวเหมือนเส้นเลือดฝอยใหม่อีกครั้งซึ่งการเคลื่อนไหวของของเหลวในการระบายความร้อนนี้ก็จะไม่ได้รับผลกระทบจากการจัดวางของตัวอุปกรณ์ครับ แน่นอนที่สุดว่าด้วยเทคโนโลยีนี้ย่อมทำให้เหมาะสมกับการใช้งานบนสมาร์ทโฟนอย่างแน่นอน
2. Thinner loop heat pipe
ห่วงท่อระบายความร้อนแบบนี้ใช้แผ่นทองแดงที่มีความหนาอยู่ที่ 0.1 mm เท่านั้นโดยจะมีแผ่นทองแดง 2 แผ่นอยู่ทางด้านพื้นผิวและภายในตัวท่ออีก 4 แผ่นรวมแล้วทั้งสิ้น 6 แผ่นทองแดงด้วยกัน ด้วยการออกแบบของทาง Fujitsu นั้นทำให้ evaporator ที่เมื่อก่อนควรมีความหนาอยู่ที่ 10 mm ลดลงอยู่ที่ 0.6 mm เท่านั้น ทำให้ห่วงท่อระบายความร้อนของทาง Fujitsu นั้นสามารถที่จะประกอบเข้าไปกับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กได้อย่างสบายๆ
หากเทียบห่วงท่อระบายความร้อนของทาง Fujitsu กับอุปกรณ์ชนิดเดียวกันที่มีออกมาก่อนหน้านี้จะพบว่าห่วงระบายความร้อนของทาง Fujitsu นั้นสามารถทำการระบายความร้อนได้มากกว่าถึง 5 เท่าเลยทีเดียวครับ ด้วยเทคโนโลยีใหม่นั้นจะช่วยทำให้หน่วยประมวลผลและอุปกรณ์อื่นๆ สามารถที่จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่อุณหภูมินั้นลดต่ำลงมาก และยังไม่เป็นการเก็บความร้อนไว้ ณ ที่จุดใดจุดหนึ่งด้วยอีกต่างหาก ซึ่งเหมาะสมกับอุปกรณ์ขนาดเล็กในอนาคตมากครับ
ด้วยเหตุผลที่ว่าห่วงท่อระบายความร้อนนี้ใช้ความร้อนภายในจากแหล่งกำเนิดความร้อนไปเป็นพลังขับเคลื่อนสำหรับการโอนถ่ายความร้อน โดยไม่จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องปั้มภาพนอกเพื่อทำให้ของเหลวภายในเคลื่อนที่ไปทั่วทุกส่วนของแผ่นแต่อย่างใด แถมเทคโนโลยีนี้ก็ไม่ได้เป็นการเพิ่มการใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์เพื่อกระจายความร้อนอีกด้วยครับ ทำให้เทคโนโลยีนี้นั้นน่าจะเหมาะสมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นอย่างมาก
ทาง Fujitsu บอกว่าจะทำการพัฒนาทางด้านดีไซน์ให้มากขึ้นและลดค่าต้นทุนของเทคโนโลยีนี้ลงเพื่อที่อุปกรณ์อย่างสมาร์ทโฟนจะสามารถนำเอาเทคโนโลยีนี้ไปใช้ได้กันอย่างกว้างขวาง ซึ่งทาง Fujitsu บอกว่าเราน่าจะได้เห็นอุปกรณ์ที่มาพร้อมกับเทคโนโลยีนี้อย่างเป็นทางการในช่วงปีงบประมาณ 2017 ที่จะถึงนี้ และที่สำคัญที่สุดก็คือเทคโนโลยีนี้ไม่จำเป็นที่จะต้องทำห่วงท่อระบายความร้อนออกมาในรูปแบบของแผ่นเหล็กยาวๆ แต่สามารถที่จะทำห่วงท่อระบายความร้อนให้อยู่ในรูปแบบใดก็ได้ตามที่ต้องการครับ
ที่มา : eetasia
