Насоки за проектиране на студена плоча за управление на топлината за съхранение на промишлена енергия
В акумулаторна система метален радиатор, подходящ за запълване на индиректен контакт с течно охлаждана работна течност, се нарича течно охлаждане. Плочите с течно охлаждане обикновено са метални плочи или тръби, екструдирани или щамповани от инструменти за смилане от алуминиева сплав, които са заварени и оформени. Има три вида заваряване на плочи с течно охлаждане: спояване, заваряване чрез триене и спояване без спойка.
Процесът на спояване се използва широко в традиционното заваряване на автомобилни радиатори. Той използва течен спояващ материал за намокряне на основния материал, запълване на междината на интерфейса и дифузия с основния материал за свързване на заварените части. Предимството на заваряването е, че може да заварява сложни конструкции, а дебелината на заварените части може да бъде много тънка. Заваряването с триене и разбъркване е процес на заваряване, който използва топлината, генерирана от взаимното движение и триене между заваръчната глава и крайната повърхност на детайла, за да се постигне термопластично състояние в края. Този тип заваряване изисква детайлът да има достатъчна якост. Спояването без материал е разработено на базата на спояване, като дебелината и теглото на заварените части могат да бъдат сведени до минимум.
Технологията за течно охлаждане включва основно три типа: течно охлаждане със студена плоча, течно охлаждане с потапяне и течно охлаждане със спрей. Течното охлаждане със студена плоча е метод, при който топлината от компоненти с висока степен на нагряване, като например сървърни чипове, се прехвърля индиректно към течността през студената плоча за разсейване на топлината, докато компонентите с ниска температура все още се охлаждат чрез въздушно охлаждане. Течно охлаждане чрез потапяне е, когато сървърът е напълно потопен в охлаждащата течност
Топлината, генерирана от нагревателния елемент, се прехвърля директно към охлаждащата течност, която се разсейва чрез циркулационния поток или фазовата промяна на кондензацията на изпарението на охлаждащата течност. Сред тях циркулационният поток на охлаждащата течност е еднофазно охлаждане чрез потапяне, а промяната на фазата на кондензация на изпарение на охлаждащата течност е охлаждане с течност чрез потапяне във фаза. Управлението на охлаждането с потопяема течност с фазова промяна е по-сложно и изисква по-високи изисквания. Спрей тип течно охлаждане е метод за охлаждане чрез директно пръскане на охлаждаща течност върху нагревателни елементи като чипове и разсейване на топлина чрез конвективен топлопренос. В момента течното охлаждане със студена плоча и еднофазното течно охлаждане с потапяне са основните форми.
В тенденцията на еволюция на чиповете, консумацията на енергия на дизайна на чип TDP продължава да се увеличава, като единична консумация на енергия достига 350 W и единична дори достига 500 W, която ще продължи да расте в бъдеще. Понастоящем различни технологии за течно охлаждане могат да отговорят на дългосрочните нужди от разсейване на топлината на чиповете в бъдеще и има още място за подобрение. Например течното охлаждане със студена плоча може да намали термичното съпротивление на контакта, микроканалният дизайн може да засили преноса на топлина, а течното охлаждане чрез потапяне и пръскане може да подобри полетата на потока.
Що се отнася до избора на охлаждаща течност, в индустрията има опции като 25% разтвор на етилен гликол, разтвор на пропилен гликол, дейонизирана вода и др. Концентрацията от 25% не е постоянна стойност и може да бъде между 20% и 30%. Концентрацията не трябва да бъде твърде висока, което влияе на потока и ефективността на разсейване на топлината на работния флуид. Той също така не трябва да е твърде нисък и не може да играе роля в антифриза и микробното инхибиране. Когато концентрацията е над 20%, разтворът на етиленгликол и разтворът на пропиленгликол могат да имат известен инхибиращ ефект върху микроорганизмите. Дейонизираната вода има добри характеристики на топлопренос, ултра ниска проводимост, зрял процес на приготвяне и е нетоксична и безопасна. Това е една от алтернативните охлаждащи течности, но трябва да се обърне внимание на поддръжката на охлаждащата течност.
В бъдеще инженерите по топлинно проектиране трябва точно да разберат посоката на технологичната еволюция и активно да провеждат дискусии и анализи на приложенията за течно охлаждане. Подчертайте иновативното и нисковъглеродно развитие, активно провеждайте изследвания и пилотни изпитания на технология за течно охлаждане и осигурете ефективни и стабилни термични решения за термично управление на съхранение на енергия.
