Холодильные пластины жидкостного охлаждения, полное руководство

Введение

Холодильные пластины с жидкостным охлаждением стали незаменимыми-в современной высокопроизводительной-электронике. Вместо того, чтобы полагаться на вентиляторы и потоки воздуха, как в старой-школьной системе воздушного охлаждения, эти пластины направляют охлаждающую жидкость прямо на горячие точки,-например, процессоры, силовую электронику, аккумуляторы и даже лазеры. Поскольку жидкости впитывают и отводят тепло лучше, чем воздух, этот метод позволяет быстро и последовательно снизить температуру.

Большинство охлаждающих пластин изготовлены из алюминия или меди и имеют внутри сеть каналов или трубок, направляющих охлаждающую жидкость непосредственно под наиболее горячие детали. Когда вы устанавливаете пластину на свое устройство, она действует как мост, передавая тепло в жидкость, которая затем направляется в теплообменник или радиатор. Результаты говорят сами за себя: в установках с высокой-плотностью жидкостное охлаждение часто вытесняет воздушное охлаждение из воды-иногда обеспечивая производительность более чем в десять раз выше. Вот почему вы найдете эти системы повсюду: от центров обработки данных до электромобилей и технологий возобновляемых источников энергии.

А поскольку электронные устройства продолжают сокращаться, а потребности в электроэнергии продолжают расти, жидкостные охлаждающие пластины перестали быть удобными,-стали-абсолютно необходимыми. Они предотвращают перегрев, продлевают срок службы вашего оборудования и открывают двери для компактных,-мощных конструкций, с которыми воздушное охлаждение просто не справляется.

Типы охлаждающих пластин жидкостного охлаждения и их конструктивные конструкции

Холодильные пластины жидкостного охлаждения бывают нескольких основных типов, и различия в основном сводятся к тому, как они устроены внутри. Каждая конструкция имеет свой собственный баланс производительности, стоимости и сложности.

Во-первых, у вас есть встроенные охлаждающие пластины для трубок. Это классический бюджетный-выбор. Идея довольно проста: пропустите трубки из меди или нержавеющей-стали прямо через металлический блок и позвольте охлаждающей жидкости течь внутри этих трубок. Это работает, это сложно и не слишком дорого. Компромисс заключается в том, что вы немного теряете эффективность теплопередачи, поскольку охлаждающая жидкость не находится в прямом контакте со всей пластиной-только внутри этих трубок.

Затем имеются обработанные канальные холодные пластины. Здесь инженеры вырезают определенные узоры каналов,-например, изгибы, повороты или параллельные канавки-непосредственно в металле. Это помещает охлаждающую жидкость ближе к месту, где находится тепло, поэтому эти пластины обеспечивают лучшее охлаждение, чем модели со встроенными трубками. Вы часто видите это в промышленных машинах и электронике, где вам нужно улучшить охлаждение.

На верхнем уровне у вас есть микроканальные холодные пластины. Все дело в том, чтобы втиснуть в пластину тонны крошечных каналов (обычно шириной менее миллиметра). Огромная площадь поверхности повышает теплообмен и обеспечивает охлаждение-даже в таких требовательных системах, как графические процессоры или мощные лазеры. Если вам нужна максимальная производительность и минимальное термическое сопротивление, это то, что вам нужно.

И это еще не все: в некоторых охлаждающих пластинах используются штыревые-ребра или ребра со скосом, добавляющие небольшие структуры внутри пути потока, которые перемешивают охлаждающую жидкость и обнажают большую площадь поверхности. Это означает еще лучшее охлаждение. А теперь, благодаря аддитивному производству (в основном промышленной 3D-печати), производители могут изобретать всевозможные причудливые внутренние формы для еще более продуманных путей прохождения жидкости,-что раньше было даже невозможно.

Итак, в зависимости от того, что вы охлаждаете, есть тарелка, которая отвечает всем требованиям.

охлаждающие пластины с жидкостным охлаждением

Факторы производительности и соображения проектирования

Если вам нужна охлаждающая пластина с жидкостным охлаждением, которая действительно работает, вам придется продумать множество деталей,-больше, чем вы могли бы ожидать. Первое: охлаждающая жидкость. Большинство людей просто используют деионизированную воду. Он дешевый и отлично отводит тепло. Но в некоторых сложных ситуациях, например, если вы беспокоитесь о замерзании труб или проблемах с электричеством, люди полагаются на гликолевые смеси или вместо этого используют специальные диэлектрические жидкости.

Тогда есть скорость потока. Прокачивать охлаждающую жидкость быстрее? Конечно, вы будете отводить больше тепла, но вашему насосу придется работать интенсивнее. Если вы слишком сильно увеличите расход, вы получите большое падение давления, а это означает, что насосы будут более крупными, шумными и дорогими. Таким образом, всегда нужно найти баланс между хорошим охлаждением и не переусердствовать с оборудованием. Обычно вы стремитесь к скорости от 0,8 до 1,5 метров в секунду, в зависимости от того, как выглядит ваша установка.

А вот дизайн канала- становится интереснее. Микроканалы, эти очень маленькие канавки, отлично переносят тепло, потому что они создают огромную площадь поверхности и делают поток действительно турбулентным, а это именно то, что вам нужно для охлаждения. Если вы выберете каналы большего размера, вы не получите такого большого падения давления, но тогда вы немного потеряете в охлаждении. Некоторые из лучших конструкций могут иметь термическое сопротивление вплоть до 0,07 К/Вт. Это абсолютно выбивает старые холодные тарелки из воды.

Но это еще не все. Материал, который вы выберете, имеет-большое значение. Алюминий — легкий и дешевый вариант, но медь лучше справляется с нагреванием (хотя она обойдется вам дороже и тяжелее). И ничего из этого не сработает, если ваши печати не держатся. Чтобы предотвратить утечки и обеспечить надежность, люди используют пайку, сварку или просто старые добрые-прокладки. Не забывайте также о коррозионной стойкости и правильном диапазоне рабочих температур, иначе в дальнейшем у вас возникнут проблемы.

Применение холодных пластин жидкостного охлаждения в различных отраслях промышленности

В наши дни охлаждающие пластины с жидкостным охлаждением появляются практически повсюду-и не зря. В центрах обработки данных они служат основой охлаждения мощных-серверов и графических процессоров, что имеет ключевое значение для искусственного интеллекта и облачных вычислений. Они предохраняют этих сильных нападающих от перегрева, поэтому все работает гладко, а энергия остается под контролем.

Пересядьте на электромобили, и вы увидите, как холодные пластины усердно работают, чтобы поддерживать аккумуляторы при нужной температуре. Это означает лучшую безопасность, более надежную работу и более длительный срок службы батарей. Они равномерно распределяют тепло, что предотвращает опасные горячие точки и повышает общую эффективность.

Заводы и предприятия, работающие с возобновляемыми источниками энергии,-считают, что силовая электроника, инверторы, ветряные турбины и солнечные преобразователи-тоже нуждаются в них. Все это оборудование выделяет много тепла. Без надлежащего охлаждения все замедляется или ломается. Холодные тарелки гарантируют, что все будет работать изо дня в день.

Еще есть высокие-миры медицинских приборов, лазеров и аэрокосмических технологий. Здесь даже небольшое изменение температуры может повлиять на точность или результаты. Жидкостные охлаждающие пластины обеспечивают устойчивость-без сюрпризов.

Технологии продолжают развиваться, как и потребность в мощном и компактном охлаждении. Жидкостные охлаждающие пластины лидируют в этом направлении, позволяя создавать быстродействующую и эффективную электронику и энергетические системы нового поколения.

Сводная таблица

Будущие тенденции и преимущества технологии жидкостного охлаждения

Холодильные пластины с жидкостным охлаждением становятся все более совершенными, поскольку устройства становятся все более мощными и требуют повышения энергоэффективности. Конструкции микроканалов и методы 3D-печати действительно меняют мир, позволяя создавать пластины, отвечающие конкретным потребностям. Это означает лучшее охлаждение, более легкие компоненты и большую надежность.

Люди также начинают комбинировать охлаждающие пластины с более крупными системами охлаждения, например, с прямым-охлаждением-чипов в центрах обработки данных. Этот шаг снижает тепловое сопротивление и повышает эффективность всей системы.

Сейчас большое внимание уделяется устойчивому развитию. По сравнению с традиционным воздушным охлаждением жидкостное охлаждение потребляет меньше энергии, поэтому оно лучше для окружающей среды и помогает предприятиям работать более эффективно. Поскольку технологии продолжают развиваться, охлаждающие пластины с жидкостным охлаждением никуда не денутся.-Они необходимы для того, чтобы все работало прохладно и бесперебойно.

PowerWinx— профессиональный производитель, специализирующийся на передовых тепловых решениях, включая охлаждающие пластины жидкостного охлаждения, радиаторы со скошенными ребрами и компоненты,-литые под давлением. Обладая обширным опытом в области точного производства и теплового проектирования, PowerWinx предлагает высокопроизводительные, надежные и экономичные-решения для охлаждения, специально разработанные для таких отраслей, как электроника, автомобилестроение и центры обработки данных по всему миру.

ИСО 9001/МАТФ 16949