холодні пластини рідинного охолодження, повний посібник

вступ

Холодні пластини з рідинним охолодженням стали-обов’язковою частиною сучасної високо-електроніки. Замість того, щоб покладатися на вентилятори та потік повітря, як у старому-шкільному охолодженні повітря, ці пластини пропускають охолоджуючу рідину прямо через гарячі точки-наприклад, процесори, силову електроніку, батареї та навіть лазери. Оскільки рідини вбирають і передають тепло набагато краще, ніж повітря, цей метод підтримує низьку температуру швидко й стабільно.

Більшість холодних пластин виготовляються з алюмінію або міді та мають мережу каналів або трубок усередині, які направляють охолоджуючу рідину безпосередньо під частини, які нагріваються найбільше. Коли ви встановлюєте пластину на свій пристрій, вона діє як міст, направляючи тепло в рідину, яка потім спрямовується до теплообмінника або радіатора. Результати говорять самі за себе: у системах із високою-щільністю рідинне охолодження часто видуває повітряне охолодження з води-іноді забезпечуючи більш ніж у десять разів продуктивність. Ось чому ви знайдете ці системи скрізь, від центрів обробки даних до електромобілів і технологій відновлюваної енергетики.

І оскільки електронні пристрої продовжують зменшуватися, а потреба в електроенергії продовжує зростати, рідинні холодні пластини перетворилися з приємних-на-необхідні. Вони зупиняють перегрів, допомагають вашому спорядженню працювати довше та відкривають двері для компактних, високо-потужних конструкцій, з якими повітряне охолодження просто не впорається.

Типи холодних плит рідинного охолодження та їх конструкція

Холодні пластини з рідинним охолодженням бувають кількох основних типів, і відмінності в основному зводяться до того, як вони вбудовані всередину. Кожен дизайн має власний баланс продуктивності, вартості та складності.

По-перше, у вас є вбудовані трубчасті холодні пластини. Це класичний бюджетний-вибір. Ідея досить проста: протягніть мідні або-нержавіючі сталеві трубки прямо через металевий блок і дозвольте охолоджувальній рідині текти всередині цих трубок. Це працює, це міцно та не надто дорого. Компроміс полягає в тому, що ви трохи втрачаєте ефективність теплопередачі, оскільки охолоджуюча рідина не контактує безпосередньо з усією пластиною-лише з внутрішньою стороною цих труб.

Потім є холодні пластини з механічним обробленням каналів. Тут інженери вирізають певні візерунки каналів-як-от повороти, повороти або паралельні канавки-безпосередньо в металі. Це розміщує охолоджуючу рідину ближче до місця, де є тепло, тому ці пластини забезпечують краще охолодження, ніж вбудовані трубки. Ви часто зустрічаєте їх у промислових машинах та електроніці, де вам потрібен крок вперед у охолодженні.

На верхньому кінці ви маєте мікроканальні холодні пластини. Це все про втискання тонн крихітних каналів (зазвичай менше міліметра завширшки) у пластину. Велика площа поверхні покращує передачу тепла та забезпечує охолодження-навіть у дуже складних налаштуваннях, як-от графічні процесори чи потужні лазери. Якщо вам потрібна максимальна продуктивність і мінімальний термічний опір, це ваш шлях.

Більше того: у деяких холодних пластинах використовуються штифтові-ребра або ребра з пластинами, що додають невеликі структури всередині шляху потоку, які збурюють охолоджуючу рідину та відкривають більшу площу поверхні. Це означає ще краще охолодження. А тепер, завдяки адитивному виробництву (в основному промисловому 3D-друку), виробники можуть винаходити всі види диких внутрішніх форм для ще розумніших шляхів текучого середовища-, що навіть не було можливо раніше.

Отже, залежно від того, що ви охолоджуєте, є тарілка, яка відповідає вимогам.

холодні плити рідинного охолодження

Фактори продуктивності та міркування щодо конструкції

Якщо вам потрібна холодна пластина з рідинним охолодженням, яка справді працює, вам доведеться продумати багато деталей-більше, ніж ви могли очікувати. Перш за все: охолоджуюча рідина. Більшість людей використовують просто деіонізовану воду. Він дешевий і чудово відводить тепло. Але в деяких складних ситуаціях, наприклад, якщо ви турбуєтеся про замерзання труб або проблеми з електрикою, люди покладаються на суміші гліколю або замість цього використовують спеціальні діелектричні рідини.

Потім є швидкість потоку. Проштовхувати охолоджуючу рідину швидше? Звичайно, ви будете витягувати більше тепла, але ваш насос повинен працювати більше. Якщо потік кривошипа збільшиться занадто сильно, ви отримаєте значне падіння тиску, а це означає, що насоси стануть більшими, шумнішими та дорожчими. Отже, завжди є баланс між хорошим охолодженням і не переборщити обладнання. Зазвичай ви прагнете приблизно від 0,8 до 1,5 метрів на секунду, залежно від того, як виглядає ваша установка.

Тепер дизайн каналу-це те, де все стає цікавим. Мікроканали, ці надмаленькі канавки, чудово переміщують тепло, оскільки вони створюють тонни площі поверхні та роблять потік справді турбулентним, а це саме те, що вам потрібно для охолодження. Якщо ви використовуєте більші канали, ви не отримаєте такого великого падіння тиску, але тоді ви трохи втратите на стороні охолодження. Деякі з найкращих конструкцій можуть отримати тепловий опір до 0,07 К/Вт. Це абсолютно видує старі холодні тарілки з води.

Але це ще не все. Вибраний вами матеріал має-велике значення. Алюміній є легшим і дешевшим варіантом, але мідь набагато краще справляється з теплом (хоча на неї ви витратите більше грошей і вона важча). І нічого з цього не працює, якщо ваші пломби не тримаються. Люди використовують пайку, зварювання або просто добрі старі-прокладки, щоб зупинити витоки та зберегти надійність. Не забувайте також про стійкість до корозії та правильний діапазон робочих температур, інакше у вас будуть проблеми.

Застосування холодних плит рідинного охолодження в різних галузях промисловості

Нині холодні пластини з рідинним охолодженням з’являються майже всюди-і з поважних причин. У центрах обробки даних вони є основою охолодження для-потужних серверів і графічних процесорів, що є ключовим для штучного інтелекту та хмарних обчислень. Вони запобігають перегріванню тих, хто б’є по силі, тому все працює гладко, а енергія залишається під контролем.

Перейдіть до електромобілів, і ви побачите, що холодні пластини наполегливо працюють, щоб підтримувати правильну температуру акумуляторів. Це означає кращу безпеку, надійнішу роботу та довшу роботу акумуляторів. Вони рівномірно розподіляють тепло, що запобігає утворенню небезпечних гарячих точок і підвищує загальну ефективність.

Заводи та підприємства з відновлюваної енергетики-вважають, що вони також потрібні силовій електроніці, інверторам, вітровим турбінам і сонячним перетворювачам-. Усе це обладнання виділяє багато тепла. Без належного охолодження речі сповільнюються або ламаються. Холодні тарілки гарантують, що все продовжує гудіти день за днем.

Крім того, є високий{0}}світ медичних приладів, лазерів і аерокосмічних технологій. Тут навіть незначна зміна температури може зіпсувати точність або результати. Рідкі холодні пластини допомагають підтримувати стабільність-без сюрпризів.

Технології просуваються вперед, як і потреба в потужному, компактному охолодженні. Рідкі холодні пластини ведуть цей заряд, що робить можливим створення наступного покоління швидкої, ефективної електроніки та енергетичних систем.

Зведена таблиця

Майбутні тенденції та переваги технології рідинного охолодження

Холодні пластини з рідинним охолодженням стають все більш вдосконаленими, оскільки пристрої стають все потужнішими та потребують кращої енергоефективності. Мікроканальні конструкції та методи 3D-друку дійсно струсають ситуацію, дозволяючи створювати пластини, які відповідають конкретним потребам. Це означає краще охолодження, легші компоненти та більшу надійність.

Люди також починають використовувати холодні пластини у більших системах охолодження, як-от пряме{0}}охолодження-чіпа в центрах обробки даних. Цей крок зменшує термічний опір і підвищує ефективність усієї системи.

Зараз також велика увага приділяється стійкості. Порівняно з традиційним повітряним охолодженням рідинне охолодження споживає менше енергії, тому воно краще для навколишнього середовища та допомагає підприємствам працювати ефективніше. Оскільки технологія продовжує розвиватися, холодні пластини з рідинним охолодженням нікуди не подінуться-вони необхідні для того, щоб усе працювало прохолодно та гладко.

PowerWinxє професійним виробником, що спеціалізується на передових теплових рішеннях, зокрема холодних пластинах з рідинним охолодженням, радіаторах із ребрами та-компонентах для лиття під тиском. Завдяки значному досвіду у точному виробництві та тепловому проектуванні PowerWinx пропонує високо-продуктивні, надійні та-рентабельні рішення для охолодження, розроблені для таких галузей, як електроніка, автомобілебудування та центри обробки даних по всьому світу.

ISO 9001 / IATF 16949