Nền tảng khoa học chỉ phụng sự riêng cho "làm mát"
- OFREZH EDITOR
- 21 thg 6
- 17 phút đọc
Hầu như mọi thiết bị điện tử hiện đại đều tạo ra nhiệt, bất kể chúng ta có để ý hay không. Nếu không có cách quản lý nhiệt phù hợp, hệ thống điện tử của chúng ta sẽ tự hủy hoại hoặc ngược lại, bị hạn chế nghiêm trọng về khả năng tính toán.
Người đọc TechSpot trung bình tất nhiên sẽ nghĩ đến việc làm mát CPU và GPU , nhưng tại sao RAM thường không cần quạt để giữ mát? Tại sao lại có sự chênh lệch lớn như vậy giữa hiệu suất của bộ xử lý di động và bộ xử lý máy tính để bàn, mặc dù kích thước của chúng khá giống nhau? Tại sao hiệu suất tăng gần đây từ các thế hệ chip mới lại bắt đầu chậm lại?
Trong khi số lượng bóng bán dẫn tiếp tục tăng, chúng ta ngày càng chạm đến giới hạn vật lý và nhiệt của silicon. Dòng rò tăng khi bóng bán dẫn co lại và nhiệt sinh ra trên mỗi milimét vuông trở nên khó tản hơn. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp đã chuyển sang các kỹ thuật đóng gói tiên tiến - như chiplet, xếp chồng 3D và interposer - để giải quyết các giới hạn này thay vì dùng vũ lực để vượt qua chúng. Cải tiến hiệu suất hiện không còn là về việc thu nhỏ bóng bán dẫn mà là về các chiến lược thiết kế kiến trúc, kết nối và nhiệt thông minh.
Bài viết này sẽ đề cập đến khoa học cơ bản về nhiệt, cách thức và lý do nhiệt được tạo ra trong thiết bị điện tử, cũng như các phương pháp khác nhau mà chúng tôi đã phát triển để kiểm soát nhiệt.
Những điều cơ bản về nhiệt: Năng lượng di chuyển qua thiết bị điện tử như thế nào
Nếu bạn còn nhớ vật lý trung học, nhiệt chỉ đơn giản là chuyển động ngẫu nhiên của các nguyên tử và phân tử tạo nên thế giới của chúng ta. Khi một phân tử có động năng cao hơn phân tử khác, chúng ta nói rằng nó nóng hơn. Nhiệt này có thể được truyền từ vật này sang vật khác khi chúng tiếp xúc, tiếp tục cho đến khi hai vật đạt trạng thái cân bằng. Điều này có nghĩa là vật nóng hơn sẽ truyền một phần nhiệt của nó sang vật lạnh hơn, với kết quả cuối cùng là nhiệt độ nằm giữa hai giá trị này.
Thời gian truyền nhiệt phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt của vật liệu liên quan. Độ dẫn nhiệt đo khả năng dẫn nhiệt của vật liệu.
Chất cách điện như xốp có độ dẫn nhiệt tương đối thấp, khoảng 0,03, trong khi chất dẫn điện như đồng có độ dẫn nhiệt cao, khoảng 400. Ở hai thái cực, chân không thực sự có độ dẫn nhiệt là 0, trong khi kim cương có độ dẫn nhiệt cao nhất được biết đến, vượt quá 2.000.
Một điều quan trọng cần nhớ là nhiệt luôn chảy về phía những vùng lạnh hơn, nhưng về mặt kỹ thuật, không có thứ gì gọi là "lạnh" – chúng ta chỉ cảm nhận một thứ gì đó là "lạnh" nếu nó có ít nhiệt hơn môi trường xung quanh.
Một điều quan trọng cần nhớ là nhiệt luôn chảy về phía những vùng lạnh hơn, nhưng về mặt kỹ thuật, không có thứ gì gọi là "lạnh" – chúng ta chỉ cảm nhận một thứ gì đó là "lạnh" nếu nó có ít nhiệt hơn môi trường xung quanh. Một định nghĩa quan trọng khác mà chúng ta cần là khối lượng nhiệt, biểu thị quán tính của một vật thể chống lại sự dao động nhiệt độ. Với cùng một lò sưởi có kích thước, việc sưởi ấm một căn phòng đơn lẻ dễ hơn nhiều so với toàn bộ ngôi nhà. Điều này là do khối lượng nhiệt của một căn phòng đơn lẻ nhỏ hơn nhiều so với khối lượng nhiệt của toàn bộ ngôi nhà.
Chúng ta có thể kết hợp tất cả các khái niệm này với ví dụ đơn giản về nước sôi. Khi bạn bật bếp, ngọn lửa nóng sẽ tiếp xúc với nồi làm mát. Vì vật liệu tạo nên nồi là chất dẫn nhiệt tốt nên nhiệt từ ngọn lửa sẽ truyền vào nước cho đến khi nước sôi.
Thời gian đun sôi phụ thuộc vào phương pháp đun nóng, vật liệu nồi và lượng nước. Nếu bạn thử đun sôi một nồi nước bằng một chiếc bật lửa nhỏ, sẽ mất rất nhiều thời gian so với việc sử dụng ngọn lửa lớn của bếp. Điều này là do bếp có công suất tỏa nhiệt cao hơn nhiều, được đo bằng watt, so với bật lửa nhỏ.
Tiếp theo, nước của bạn sẽ sôi nhanh hơn nếu nồi có độ dẫn nhiệt cao hơn vì nhiệt lượng sẽ truyền vào nước nhiều hơn. Nếu bạn đủ giàu, một chiếc nồi kim cương sẽ là chén thánh! Cuối cùng, chúng ta đều biết một chiếc nồi nhỏ sẽ sôi nhanh hơn một chiếc nồi lớn hơn nhiều. Điều này là do với chiếc nồi nhỏ hơn, khối lượng nhiệt cần đun nóng sẽ ít hơn.
Sau khi nấu xong, bạn có thể để nước nguội tự nhiên. Khi điều này xảy ra, nhiệt từ nước sẽ được giải phóng vào phòng mát hơn. Vì phòng có khối lượng nhiệt cao hơn nhiều so với nồi, nên nhiệt độ của nó sẽ không thay đổi nhiều.
Ba Amigos (Nguồn) của Nhiệt trong Khoai tây chiên
Bây giờ chúng ta đã hiểu nhiệt hoạt động như thế nào và di chuyển giữa các vật thể, hãy cùng nói về nguồn gốc của nó ngay từ đầu. Tất cả các thiết bị điện tử kỹ thuật số đều được tạo thành từ hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ bóng bán dẫn. Để biết thêm chi tiết về cách chúng hoạt động, hãy xem Phần 3 trong nghiên cứu của chúng tôi về thiết kế CPU hiện đại .
Về cơ bản, bóng bán dẫn là công tắc điều khiển bằng điện bật và tắt hàng tỷ lần một giây. Bằng cách kết nối một loạt chúng lại với nhau, chúng ta có thể tạo thành cấu trúc phức tạp của một con chip máy tính.
Khi các bóng bán dẫn này hoạt động, chúng tiêu tán năng lượng từ ba nguồn: chuyển mạch, ngắn mạch và rò rỉ . Năng lượng chuyển mạch và ngắn mạch đều được coi là nguồn nhiệt động vì chúng bị ảnh hưởng bởi việc bật và tắt bóng bán dẫn. Mặt khác, năng lượng rò rỉ được coi là tĩnh vì nó không đổi và không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của bóng bán dẫn.
Hai bóng bán dẫn được kết nối với nhau để tạo thành một cổng NOT. nMOS (phía dưới) cho phép dòng điện chạy qua khi bật và pMOS (phía trên) cho phép dòng điện chạy qua khi tắt.
Chúng ta sẽ bắt đầu với việc chuyển mạch nguồn. Để bật hoặc tắt một bóng bán dẫn, chúng ta phải đặt cổng của nó xuống đất (logic 0) hoặc Vdd (logic 1). Tuy nhiên, điều này không đơn giản như việc chỉ cần lật một công tắc vì cổng đầu vào này có một lượng điện dung rất nhỏ. Chúng ta có thể coi đây là một cục pin sạc nhỏ. Để kích hoạt cổng, chúng ta phải sạc pin vượt quá một ngưỡng nhất định. Khi chúng ta đã sẵn sàng tắt cổng một lần nữa, chúng ta cần đổ điện tích đó xuống đất. Mặc dù các cổng này rất nhỏ, nhưng có hàng tỷ cổng trong các chip hiện đại và chúng đang chuyển mạch hàng tỷ lần mỗi giây.
Một lượng nhiệt nhỏ được tạo ra mỗi lần điện tích cổng được đổ xuống đất. Để tìm công suất chuyển mạch, chúng ta nhân hệ số hoạt động (tỷ lệ trung bình của các bóng bán dẫn chuyển mạch ở bất kỳ chu kỳ nào), tần số, điện dung cổng và điện áp bình phương với nhau.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét công suất ngắn mạch. Thiết bị điện tử kỹ thuật số hiện đại sử dụng một kỹ thuật gọi là Bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS). Các bóng bán dẫn được sắp xếp theo cách mà không bao giờ có đường dẫn trực tiếp để dòng điện chạy xuống đất. Trong ví dụ trên về cổng NOT, có hai bóng bán dẫn bổ sung. Bất cứ khi nào bóng bán dẫn trên cùng bật, bóng bán dẫn dưới cùng tắt và ngược lại. Điều này đảm bảo rằng đầu ra ở mức 0 hoặc 1 và là nghịch đảo của đầu vào.
Tuy nhiên, khi chúng ta bật và tắt bóng bán dẫn, có một khoảng thời gian rất ngắn khi cả hai bóng bán dẫn đều dẫn điện cùng lúc. Khi một bộ đang tắt và một bộ khác đang bật, cả hai sẽ dẫn điện khi chúng đạt đến điểm giữa. Điều này là không thể tránh khỏi và cung cấp một đường dẫn tạm thời để dòng điện chạy trực tiếp xuống đất. Chúng ta có thể cố gắng hạn chế điều này bằng cách làm cho các bóng bán dẫn giữa trạng thái Bật và Tắt nhanh hơn, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn.
Khi tần số hoạt động của chip tăng lên, có nhiều thay đổi trạng thái hơn và nhiều lần đoản mạch tức thời hơn. Điều này làm tăng nhiệt lượng tỏa ra của chip. Để tìm công suất đoản mạch, chúng ta nhân dòng điện đoản mạch, điện áp hoạt động và tần số chuyển mạch với nhau.
Cả hai đều là ví dụ về công suất động. Nếu chúng ta muốn giảm nó, cách dễ nhất là chỉ cần giảm tần số của chip. Điều đó thường không thực tế vì nó sẽ làm chậm hiệu suất của chip. Một lựa chọn khác là giảm điện áp hoạt động của chip. Chip thường chạy ở mức 5V trở lên trong khi CPU hiện đại hoạt động ở mức khoảng 1V.
Bằng cách thiết kế các bóng bán dẫn hoạt động ở điện áp thấp hơn, chúng ta có thể giảm nhiệt bị mất qua công suất động. Công suất động cũng là lý do khiến CPU và GPU của bạn nóng hơn khi bạn ép xung. Bạn đang tăng tần số hoạt động và thường là cả điện áp nữa. Càng tăng cao, nhiệt lượng tỏa ra càng nhiều trong mỗi chu kỳ.
Loại nhiệt cuối cùng sinh ra trong thiết bị điện tử kỹ thuật số là công suất rò rỉ. Chúng ta thích nghĩ rằng bóng bán dẫn hoặc là bật hoàn toàn hoặc là tắt hoàn toàn, nhưng thực tế thì không phải vậy. Luôn có một lượng nhỏ dòng điện chạy qua ngay cả khi bóng bán dẫn ở trạng thái không dẫn điện. Đây là một công thức rất phức tạp và hiệu ứng này chỉ trở nên tệ hơn khi chúng ta tiếp tục thu nhỏ bóng bán dẫn.
Khi chúng nhỏ hơn, sẽ có ít vật liệu hơn để chặn dòng electron khi chúng ta muốn chúng tắt. Đây là một trong những yếu tố chính hạn chế hiệu suất của các thế hệ chip mới vì tỷ lệ rò rỉ điện năng tiếp tục tăng lên qua mỗi thế hệ.
Đọc thêm: Máy tính bền vững: Giảm thiểu, Tái sử dụng, Tái chế. Nhưng... Có thực sự đơn giản như vậy không?
Các định luật vật lý đã dồn chúng ta vào thế bí, và thế bí đó đang ngày càng trở nên chặt chẽ hơn. Đây cũng là lý do tại sao các bộ tăng tốc AI như NPU và TPU – đóng gói một lượng lớn tính toán vào các khu vực nhỏ – đặt ra những thách thức mới lớn về thiết kế nhiệt. Những con chip này thường được triển khai trong các trung tâm dữ liệu nơi luồng không khí và ngân sách điện năng bị hạn chế, khiến các chiến lược nhiệt hiệu quả trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.
Ngoài hiệu suất, tính bền vững cũng đang trở thành mối quan tâm chính. Các trung tâm dữ liệu ngày càng khám phá làm mát ngâm chất lỏng, tái chế nhiệt và chất làm lạnh GWP thấp để đáp ứng các mục tiêu về môi trường trong khi vẫn kiểm soát được phần cứng ngốn điện. Công nghệ làm mát xanh không chỉ là mục tiêu trong tương lai nữa – nó đang được triển khai tích cực trong cơ sở hạ tầng hiện đại.
Làm mát nhiệt điện, hay thiết bị Peltier, vẫn còn là một lĩnh vực nhỏ nhưng đã được quan tâm trở lại trong những năm gần đây. Một số nhà sản xuất đã thử nghiệm các giải pháp AIO + TEC lai để đẩy hiệu suất làm mát vượt xa những gì không khí hoặc nước truyền thống có thể cung cấp. Mặc dù các thiết lập này vẫn có xu hướng kém hiệu quả và ngốn điện, nhưng những cải tiến trong vật liệu nhiệt điện cuối cùng có thể khiến chúng trở nên thiết thực hơn cho các trường hợp sử dụng cụ thể.
Tương tự như vậy, máy làm lạnh nén hơi và hệ thống thay đổi pha vẫn chủ yếu dành riêng cho các trung tâm dữ liệu và ép xung cực độ. Nhưng vẫn đang có những nghiên cứu về các giải pháp làm mát nhỏ gọn, hiệu quả sử dụng chất làm lạnh tiên tiến và thiết kế máy nén mới có thể một ngày nào đó đưa khả năng làm mát dưới nhiệt độ môi trường vào các thiết lập chính thống hơn.
Hãy thư giãn: Cách chúng ta giữ khoai tây chiên mát – Giải thích về các kỹ thuật làm mát
Vậy chúng ta biết nhiệt đến từ đâu trong thiết bị điện tử – nhưng chúng ta có thể làm gì với nó? Chúng ta cần loại bỏ nó vì nếu mọi thứ trở nên quá nóng, bóng bán dẫn có thể bắt đầu bị hỏng và bị hư hỏng.
Giảm nhiệt là phương pháp tích hợp của chip để tự làm mát nếu chúng ta không cung cấp đủ khả năng làm mát. Nếu cảm biến nhiệt độ bên trong phát hiện chip đang quá nóng, chip có thể tự động hạ tần số hoạt động để giảm lượng nhiệt sinh ra. Tuy nhiên, đây không phải là điều bạn muốn xảy ra và có nhiều cách tốt hơn để xử lý nhiệt không mong muốn trong hệ thống máy tính.
Một số chip thực sự không cần giải pháp làm mát cầu kỳ. Hãy nhìn xung quanh bo mạch chủ của bạn và bạn sẽ thấy hàng chục chip nhỏ không có bộ tản nhiệt. Làm thế nào để chúng không quá nóng và tự hủy hoại? Lý do là vì chúng có thể không tạo ra nhiều nhiệt ngay từ đầu. CPU và GPU lớn, mạnh mẽ có thể tản hàng trăm watt điện, trong khi một chip mạng hoặc âm thanh nhỏ chỉ có thể sử dụng một phần nhỏ watt.
Trong những trường hợp này, bản thân bo mạch chủ hoặc bao bì bên ngoài của chip có thể đóng vai trò là bộ tản nhiệt thích hợp để giữ cho chip mát. Tuy nhiên, nói chung, khi bạn đạt được mức tiêu thụ điện năng trên 1 watt, bạn cần bắt đầu nghĩ đến việc quản lý nhiệt độ phù hợp.
Một bo mạch chủ cũ hơn có nhiều chip nhỏ không có bộ tản nhiệt – chúng không cần làm mát chủ động vì chúng tỏa ra rất ít nhiệt. Làm mát thụ động được sử dụng cho các chip cầu bắc và cầu nam, được bao phủ bởi bộ tản nhiệt bằng nhôm – từ tính năng Anatomy of a Motherboard của chúng tôi
Mục đích của trò chơi ở đây là giữ điện trở nhiệt giữa các vật liệu ở mức thấp nhất có thể. Chúng tôi muốn tạo ra đường dẫn ngắn nhất và hiệu quả nhất để nhiệt truyền từ chip đến không khí xung quanh. Đây là lý do tại sao các đế CPU và GPU đi kèm với bộ tản nhiệt tích hợp (IHS) ở trên cùng. Chip silicon thực tế bên trong nhỏ hơn nhiều so với kích thước của gói, nhưng bằng cách tản nhiệt trên một diện tích lớn hơn, chúng tôi có thể làm mát hiệu quả hơn. Điều quan trọng nữa là sử dụng hợp chất nhiệt tốt giữa chip và bộ làm mát. Nếu không có đường dẫn dẫn nhiệt cao này, nhiệt sẽ khó truyền từ IHS đến bộ tản nhiệt hơn nhiều.
Có hai dạng làm mát chính: thụ động và chủ động . Làm mát thụ động sử dụng một bộ tản nhiệt đơn giản gắn vào chip, dựa vào luồng không khí xung quanh để mang nhiệt đi. Vật liệu sẽ là thứ có độ dẫn nhiệt cao và diện tích bề mặt lớn, cho phép truyền nhiệt từ chip sang không khí xung quanh một cách hiệu quả.
Bộ điều chỉnh điện áp và chip nhớ thường có thể thoát khỏi việc làm mát thụ động vì chúng không tạo ra nhiều nhiệt. Chỉ có các mô-đun DDR5 cao cấp và bộ nhớ máy chủ thường yêu cầu làm mát chủ động.
Tương tự như vậy, phần lớn bộ xử lý điện thoại di động đều được làm mát thụ động, mặc dù một số điện thoại thông minh chuyên dụng hoặc chơi game đôi khi sử dụng buồng hơi hoặc quạt chủ động thu nhỏ để quản lý tải nhiệt cao hơn.
Hình ảnh nhiệt của CPU điện thoại di động với tấm tản nhiệt thụ động
Hiệu suất của chip càng cao thì nó tạo ra càng nhiều điện năng – và bộ tản nhiệt càng lớn để giữ mát. Đây là lý do tại sao bộ xử lý điện thoại ít mạnh hơn bộ xử lý máy tính để bàn: đơn giản là không có đủ khả năng làm mát để theo kịp.
Khi bạn đạt đến hàng chục watt, bạn có thể sẽ bắt đầu nghĩ đến việc làm mát chủ động. Điều này liên quan đến việc sử dụng quạt hoặc phương pháp khác để đẩy không khí qua bộ tản nhiệt, cho phép nó xử lý tới vài trăm watt. Tuy nhiên, để tận dụng tối đa khả năng làm mát này, chúng ta cần đảm bảo rằng nhiệt được truyền hiệu quả từ chip trên toàn bộ bề mặt của bộ làm mát. Sẽ không hữu ích lắm nếu có một bộ tản nhiệt lớn mà không có cách hiệu quả để truyền nhiệt đến nó.
Đây là lúc tản nhiệt bằng chất lỏng và ống dẫn nhiệt phát huy tác dụng. Cả hai đều thực hiện cùng một nhiệm vụ thiết yếu: truyền càng nhiều nhiệt càng tốt từ chip đến bộ tản nhiệt hoặc bộ tản nhiệt. Trong thiết lập tản nhiệt bằng chất lỏng, nhiệt được truyền từ chip đến khối nước bằng hợp chất nhiệt có độ dẫn nhiệt cao. Khối nước, thường được làm bằng đồng hoặc vật liệu dẫn nhiệt cao khác, sau đó làm nóng chất lỏng. Chất lỏng này lưu trữ nhiệt và dẫn đến bộ tản nhiệt, nơi nhiệt có thể tản ra không khí. Đối với các hệ thống nhỏ hơn như máy tính xách tay, không thể lắp vừa thiết lập tản nhiệt bằng chất lỏng hoàn chỉnh, ống dẫn nhiệt rất phổ biến. So với ống đồng cơ bản, thiết lập ống dẫn nhiệt có thể hiệu quả hơn 10-100 lần trong việc truyền nhiệt ra khỏi chip.
Bộ tản nhiệt tích hợp ống dẫn nhiệt được sử dụng trong Xbox 360. Ống dẫn nhiệt cải thiện đáng kể khả năng truyền nhiệt bằng cách sử dụng công nghệ làm mát thay đổi pha để truyền nhiệt ra khỏi các thành phần nóng như CPU hoặc GPU hiệu quả hơn so với chỉ sử dụng kim loại rắn.
Ống dẫn nhiệt rất giống với làm mát bằng chất lỏng nhưng sử dụng quá trình chuyển pha để tăng truyền nhiệt. Bên trong ống dẫn nhiệt, chất lỏng bốc hơi khi được đun nóng, biến thành hơi. Hơi di chuyển dọc theo ống cho đến khi đến đầu lạnh hơn, tại đó nó ngưng tụ trở lại thành chất lỏng. Sau đó, chất lỏng trở về đầu nóng thông qua trọng lực hoặc tác động mao dẫn .
Sự làm mát bằng bay hơi này chính là nguyên lý khiến bạn cảm thấy lạnh khi bước ra khỏi vòi hoa sen hoặc hồ bơi: chất lỏng hấp thụ nhiệt khi bay hơi và giải phóng nhiệt khi ngưng tụ.
Bây giờ chúng ta có thể truyền nhiệt từ chip vào ống dẫn nhiệt hoặc chất lỏng, làm thế nào để chúng ta có thể truyền nhiệt hiệu quả vào không khí? Đó là lúc các cánh tản nhiệt và bộ tản nhiệt phát huy tác dụng. Một ống nước đơn giản hoặc ống dẫn nhiệt sẽ truyền một ít nhiệt vào không khí xung quanh, nhưng không nhiều lắm. Để thực sự làm mát mọi thứ, chúng ta cần tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với gradient nhiệt độ.
Các cánh tản nhiệt mỏng trong bộ tản nhiệt hoặc bộ tản nhiệt phân tán nhiệt trên một diện tích bề mặt lớn, cho phép quạt tản nhiệt hiệu quả. Các cánh tản nhiệt càng mỏng thì diện tích bề mặt có thể vừa với một không gian nhất định càng lớn. Tuy nhiên, nếu các cánh tản nhiệt quá mỏng, chúng sẽ không tiếp xúc đủ với ống dẫn nhiệt để truyền nhiệt hiệu quả vào các cánh tản nhiệt.
Đây là sự cân bằng tinh tế – đó là lý do tại sao, trong một số trường hợp, một bộ tản nhiệt lớn hơn có thể hoạt động kém hơn một bộ tản nhiệt nhỏ hơn, được tối ưu hóa hơn. Gamers Nexus đã tạo ra một sơ đồ tuyệt vời (bên dưới) cho thấy cách thức hoạt động của bộ tản nhiệt thông thường:
Đi xuống dưới nhiệt độ môi trường xung quanh: Làm mát tiên tiến và kỳ lạ
Tất cả các phương pháp làm mát mà chúng ta đã thảo luận cho đến nay đều hoạt động bằng cách truyền nhiệt đơn giản từ một con chip nóng sang không khí xung quanh. Điều này có nghĩa là một con chip không bao giờ có thể lạnh hơn nhiệt độ môi trường của căn phòng mà nó đang ở. Nếu chúng ta muốn làm mát dưới nhiệt độ môi trường, hoặc nếu chúng ta cần làm mát một thứ gì đó lớn như toàn bộ một trung tâm dữ liệu, chúng ta cần áp dụng một số khoa học bổ sung. Đây là lúc máy làm lạnh và máy làm mát nhiệt điện phát huy tác dụng.
Làm mát nhiệt điện, còn được gọi là thiết bị Peltier , hiện không phổ biến lắm nhưng có tiềm năng trở nên rất hữu ích. Các thiết bị này truyền nhiệt từ một bên của tấm làm mát sang bên kia bằng cách tiêu thụ điện. Chúng sử dụng vật liệu nhiệt điện đặc biệt có thể tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ thông qua điện thế.
Khi dòng điện một chiều chạy qua thiết bị, nhiệt được hấp thụ từ một bên và truyền sang bên kia, cho phép bên "mát" giảm xuống dưới nhiệt độ môi trường. Hiện tại, các thiết bị này vẫn còn là một sản phẩm độc đáo vì chúng cần rất nhiều năng lượng để đạt được khả năng làm mát đáng kể. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển các phiên bản hiệu quả hơn để sử dụng rộng rãi hơn.
Cũng giống như quá trình chuyển đổi trạng thái có thể truyền nhiệt, việc thay đổi áp suất của chất lỏng cũng có thể được sử dụng để truyền nhiệt. Đây là nguyên lý đằng sau tủ lạnh, máy điều hòa không khí và hầu hết các hệ thống làm mát quy mô lớn khác.
Bình luận