Optimisation du dimensionnement d’un condenseur à ailettes creuses interconnectées en polymère

L’évolution rapide de l’électronique de puissance pousse le développement de nouveaux dispositifs de refroidissement plus compacts, légers et performants. Le thermosiphon diphasique en polymère est un bon candidat pour répondre à cette problématique de par sa capacité à évacuer un flux de chaleur important avec une faible différence de température et le faible poids du polymère. Des travaux précédents menés au CETHIL sur des thermosiphons diphasiques à ailettes creuses en polymère ont permis de montrer leur efficacité thermique. Cependant, ces systèmes sont limités par la formation de bouchons de liquide lorsque le diamètre interne des tubes est inférieur au diamètre capillaire. Des dispositifs originaux comportant des tubes interconnectés ont également été testés et ont montré leur capacité à déstabiliser ces bouchons.

L’objectif de la présente étude est de poursuivre dans un premier temps le travail expérimental sur l’interconnexion des ailettes creuses afin de déterminer si un diamètre minimal de fonctionnement existe pour ces ailettes. Pour cela, des tubes interconnectés de diamètres variant entre 2 mm et 0.8 mm sont testés afin de déterminer si des bouchons se forment pour des petits diamètres.

Dans un second temps, il s’agit de proposer une géométrie optimale pour le condenseur aileté, prenant en compte les différentes résistances thermiques du système. En effet, la réduction du diamètre des ailettes influence la géométrie du condenseur (diamètres interne et externe des tubes, hauteur, disposition, nombre de tubes, etc.). Une modélisation, reposant sur les corrélations pour des batteries à ailettes, est proposée et permettra de sélectionner les combinaisons de paramètres qui optimisent les performances thermiques du condenseur, et les pertes de charge associées.

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