Преимущества теплового управления жидкостными охлаждающими пластинами

В высокомощных электронных устройствах управление рассеиванием тепла является ключевым фактором, влияющим на производительность, стабильность и срок службы устройства. Плотность энергии в области компьютеров, центров обработки данных, промышленных источников питания, транспортных средств новой энергии и медицинского оборудования продолжает расти, а традиционное воздушное охлаждение постепенно не удовлетворяет потребностям в эффективном рассеивании тепла. Жидкая холодная пластина (LCP), как эффективное решение для рассеивания тепла, постепенно стала основным выбором в высокомощных электронных устройствах с отличными характеристиками управления теплом, эффективностью рассеивания тепла и преимуществами энергосбережения.

Сравнение жидкостных охлаждающих пластин и воздушного охлаждения

1. Сравнение эффективности рассеивания тепла

Воздушное охлаждение: зависит от конвекции воздуха и имеет ограниченную емкость рассеивания тепла

Воздушное охлаждение в основном зависит от вентиляторов для управления потоком воздуха для передачи тепла, генерируемого электронным оборудованием, в окружающую среду через теплоотводники. Его мощность рассеивания тепла ограничена теплоемкостью и теплопроводностью воздуха, особенно в случае высокой плотности мощности или высокой температуры окружающей среды, эффективность рассеивания тепла воздуха гораздо ниже, чем жидкостного охлаждения.

Рассеивание тепла пластины жидкого охлаждения: эффективное теплопроводство через циркуляцию охлаждающей жидкости

Жидкая охлаждающая пластина использует охлаждающую жидкость с отличной теплопроводностью (например, воду, раствор этиленгликоля, диэлектрическую жидкость и т. д.) для течения через закрытую трубу для удаления тепла. Специфическая теплоемкость жидкости гораздо выше, чем воздуха, который может поглощать и рассеивать тепло быстрее и поддерживать оборудование при более низкой рабочей температуре. Поэтому жидкостные охлаждающие пластины имеют более высокую эффективность рассеивания тепла, чем воздушное охлаждение, и подходят для применений с более высокой плотностью мощности.

2. Сравнение теплового сопротивления и эффективности теплопроводства

Тепловое сопротивление системы воздушного охлаждения большое, а эффективность теплообмена между радиатором и воздухом ограничена.

Тепловое сопротивление жидкой охлаждающей пластины низкое, а прямой контакт между охлаждающей жидкостью и поверхностью теплорассеивания делает теплоэнергию быстрее, обеспечивая, чтобы оборудование могло завершить теплопередачу за короткое время и улучшить теплорассеивающую способность системы.

3. Сравнение размеров оборудования и использования пространства

Системы воздушного охлаждения обычно требуют больших радиаторов и нескольких вентиляторов для улучшения эффекта рассеивания тепла, но это увеличит размер оборудования и приведет к снижению использования пространства. Особенно в ограниченных пространствах приложениях, таких как серверы высокой плотности, базовые станции 5G и системы управления аккумуляторами электромобилей, воздушное охлаждение часто не может удовлетворить потребности.

Жидкие охлаждающие пластины имеют компактную структуру и сильную емкость рассеивания тепла, которая может эффективно экономить пространство для оборудования и может быть настроена в соответствии со структурой оборудования, подходящей для различных сложных макетов.

4. Сравнение энергопотребления и шума

Воздушное охлаждение зависит от работы вентиляторов. Высокоскоростные вентиляторы потребляют много электроэнергии, а шум, генерируемый вентиляторами во время эксплуатации, большой, что влияет на общий экологический комфорт оборудования.

Поток охлаждающей жидкости жидких охлаждающих пластин обычно зависит от систем насосов с низкой мощностью, которые могут значительно снизить потребление энергии и иметь крайне низкий рабочий шум. Он подходит для сцен с высокими требованиями к шуму, такими как центры обработки данных и медицинское оборудование.

5. Сравнение надежности и расходов на техническое обслуживание

Вентиляторы воздушного охлаждения склонны к накоплению пыли, что влияет на эффективность рассеивания тепла и требует регулярной чистки и обслуживания. Кроме того, как механические компоненты, вентиляторы имеют проблемы с износом, что влияет на долгосрочную надежность системы.

Системы жидкого охлаждения обычно используют охлаждение с закрытым циклом. Конструкция без вентилятора снижает риск механического сбоя, а охлаждающая жидкость циркулирует в течение длительного времени, с низкими требованиями к обслуживанию, что значительно снижает затраты на обслуживание и уровень сбоев оборудования.

2. Применение жидкостных охлаждающих пластин в высокомощном электронном оборудовании

1. Центры обработки данных и высокопроизводительные вычисления (HPC)

Современные центры обработки данных выполняют высоконагрузочные задачи, такие как облачные вычисления, искусственный интеллект и анализ больших данных, а плотность мощности серверов и кластеров GPU продолжает расти. Традиционные решения воздушного охлаждения трудно эффективно контролировать температуру, в то время как жидкостные охлаждающие пластины могут точно контролировать температуру чипа, уменьшать перегрев и снижение частоты и улучшать эффективность вычислений. В то же время жидкостные охлаждающие решения могут снизить энергопотребление вентилятора, снизить PUE (эффективность энергопотребления) центров обработки данных, а также экономить энергию и защитить окружающую среду.

2. Электрические транспортные средства и оборудование для новых источников энергии

Аккумуляторные батареи для электромобилей и системы электроэлектроники требуют эффективного рассеивания тепла для поддержания срока службы батареи и стабильности системы. Жидкие охлаждающие пластины широко используются в системах управления батареями электромобилей (BMS), инверторах и зарядном оборудовании, чтобы обеспечить безопасную работу высокомощных компонентов в экстремальных условиях.

3. Медицинское оборудование

Медицинское оборудование, такое как МРТ, КТ-сканеры и устройства лазерной терапии, имеет чрезвычайно высокие требования к контролю температуры. Жидкие охлаждающие пластины могут обеспечить стабильные решения для рассеивания тепла, чтобы обеспечить, что оборудование работает с высокой точностью в течение длительного времени и улучшить безопасность пациента.

4. Промышленная автоматизация и электроэлектроника

Жидкие охлаждающие пластины широко используются в высокомощных электронных устройствах, таких как промышленные инверторы, модули IGBT и лазерное резающее оборудование, обеспечивая им эффективные решения для управления теплом и улучшая долговечность оборудования и стабильность работы.

5. Аэрокосмическая деятельность и оборона

Аэрокосмические электронные системы, спутники, радары и военные компьютеры должны работать стабильно в экстремальных температурных условиях. Эффективная способность рассеивания тепла жидкостных охлаждающих пластин делает их идеальным выбором для охлаждения аэрокосмической электроники, повышения надежности оборудования и эффективности эксплуатации.

По сравнению с традиционным воздушным охлаждением жидкостные охлаждающие пластины превосходят с точки зрения эффективности рассеивания тепла, энергопотребления, объема, шума и затрат на обслуживание и особенно подходят для электронных устройств высокой мощности. С развитием таких отраслей, как высокопроизводительные вычисления, искусственный интеллект, электромобили и промышленная автоматизация, технология жидкого охлаждения будет продолжать оптимизироваться и стать основным решением для управления теплом в будущем.