Méthodes pour contrôler l'énergie thermique
1. Isolation:
- Matériaux: Utilisation de matériaux à faible conductivité thermique (comme la fibre de verre, la mousse ou la laine) pour réduire le transfert de chaleur par conduction.
- Gaps d'air: Création de poches d'air dans les murs, les toits ou les fenêtres pour ralentir le transfert de chaleur par convection.
- Isolation sous vide: Création d'un vide entre les couches pour éliminer le transfert de chaleur par conduction ou convection.
2. Conduction:
- dissipateurs de chaleur: Utilisation de matériaux avec une conductivité thermique élevée (comme l'aluminium ou le cuivre) pour éloigner la chaleur d'une source et la dissiper dans l'environnement.
- pâte thermique / graisse: Appliquer une fine couche de pâte thermique entre une source de chaleur et un dissipateur de chaleur pour améliorer le contact thermique et réduire la résistance thermique.
- Matériaux d'interface thermique (TIMS): Utilisation de matériaux spécialisés avec une conductivité thermique élevée pour combler les lacunes et améliorer le transfert de chaleur entre les composants.
3. Convection:
- fans: Utilisation de ventilateurs pour faire circuler l'air et retirer le feu d'un appareil ou d'un espace.
- Échangeurs de chaleur: En utilisant des échangeurs de chaleur pour transférer la chaleur entre les fluides ou entre un liquide et un solide.
- Convection naturelle: Concevoir des systèmes pour tirer parti du mouvement naturel de l'air ou des fluides pour faciliter la dissipation thermique.
4. Radiation:
- surfaces réfléchissantes: Utilisation de surfaces hautement réfléchissantes (comme des miroirs ou de la peinture blanche) pour refléter la chaleur loin d'une source.
- Surfaces absorptives: Utiliser des matériaux à émissivité élevée (comme la peinture noire ou les surfaces sombres) pour absorber la chaleur et la rayonner.
- Boucliers thermiques: Placer les barrières réfléchissantes entre les sources de chaleur et les composants sensibles pour réduire le transfert de chaleur radiatif.
5. Matériaux à changement de phase:
- Mélange / congélation: L'utilisation de matériaux qui absorbent la chaleur pendant la fusion et libèrent la chaleur pendant le gel à des changements de température modérés.
- vaporisation / condensation: L'utilisation de matériaux qui absorbent la chaleur pendant la vaporisation et libèrent la chaleur pendant la condensation pour le contrôle de la température.
6. Systèmes de contrôle actif:
- Thermostats: Réglage automatique des systèmes de chauffage ou de refroidissement en fonction des points de jeu de température souhaités.
- Dispositifs thermoélectriques: Utilisation de l'effet Peltier pour transférer la chaleur d'un côté d'un appareil à un autre, offrant un refroidissement ou un chauffage actif.
- Cycles de réfrigération: En utilisant des cycles de compression de compression ou d'absorption pour refroidir un espace ou un appareil.
Applications spécifiques:
* électronique: Contrôle de la dissipation de chaleur dans les composants de l'ordinateur, les smartphones et autres appareils électroniques.
* Bâtiments: Isulants maisons et bâtiments pour minimiser la consommation d'énergie pour le chauffage et le refroidissement.
* Processus industriels: Contrôler la chaleur dans les processus chimiques, la fabrication et la production d'énergie.
* équipement médical: Maintenir des températures précises dans les dispositifs médicaux, les incubateurs et les équipements chirurgicaux.
La méthode spécifique utilisée pour contrôler l'énergie thermique dépend de l'application et du résultat souhaité. Il est souvent nécessaire de combiner plusieurs méthodes pour des résultats optimaux.
