Produzione e progettazione avanzate per migliorare le prestazioni delle piastre fredde a microcanali nei data center

L'applicazione di dissipatori di calore a microcanali raffreddati a liquido (piastre raffreddate a liquido) nei data center si è rivelata un metodo molto efficace per eliminare carichi termici elevati. Riducendo il diametro idraulico del canale, è possibile ottenere un coefficiente di scambio termico maggiore. Nelle strutture parallele, piccole portate all'interno dei microcanali possono generare un flusso laminare, risultando in un rapporto inverso tra il coefficiente di trasferimento del calore e il diametro idraulico. La riduzione del diametro idraulico aumenterà la caduta di pressione, che potrebbe portare a una potenza di pompaggio inaccettabile.

Considerando in modo completo varie tecnologie di elaborazione e produzione, modificando la progettazione del flusso e passando da configurazioni lineari a microcanali complessi tridimensionali, le strategie possono migliorare il coefficiente di trasferimento termico e l'uniformità dei dissipatori di calore a microcanali.

Ridurre l'occupazione dello spazio e offrire possibilità di elaborazione ad alta densità:

Le piastre raffreddate a liquido possono ridurre significativamente l'occupazione di spazio dei dissipatori di calore, offrendo la possibilità di ospitare più hardware di elaborazione in contenitori ad alta densità. Le dimensioni del dissipatore di calore raffreddato ad aria del server tradizionale (lunghezza * larghezza * altezza) sono 10 X 10 X 5 cm, mentre le dimensioni della piastra raffreddata a liquido (lunghezza * larghezza * altezza) sono solo 8 X 4 X 0,35 cm. Il volume del componente della piastra raffreddata a liquido è di 11,2 cm3, ovvero molto inferiore ai 500 cm3 del modulo raffreddato ad aria. La piastra raffreddata a liquido non solo soddisfa i requisiti delle unità di calcolo ad alte prestazioni per un rapido trasferimento del calore, ma consente anche di risparmiare spazio per l'integrazione di calcoli ad alta densità.

Molteplici tecnologie di lavorazione e produzione:

La struttura a microcanali sulla superficie della piastra inferiore della piastra fredda è un fattore importante nel migliorare il trasferimento di calore. Allo stato attuale, la distanza tra i denti del microcanale della piastra raffreddata a liquido ha raggiunto il livello di 0,1 mm e la sua progettazione, lavorazione e produzione sono una delle sfide tecniche principali della piastra raffreddata a liquido. È possibile utilizzare diversi metodi per produrre microcanali lineari, come ad esempio:
1. Processo di smussatura
2. Lavorazione tradizionale
3. Incisione fotochimica (PCE)
4. Taglio del filo elettrico
5. Stampaggio per estrusione
6. MDT (Tecnologia della Micro Deformazione)
7. Taglio a getto d'acqua

Modifica della direzione del fluido per migliorare il trasferimento di calore:

Una piastra fredda a microcanali a flusso parallelo è un canale di trasferimento del calore in cui il liquido scorre parallelo alla superficie raffreddata. Al contrario, la piastra fredda a microcanali (NCP) a flusso normale di Mikros consente al liquido di fluire attraverso il canale di trasferimento del calore in una direzione perpendicolare alla superficie raffreddata, eliminando l'elevata caduta di pressione e la temperatura superficiale irregolare che spesso si verificano nelle soluzioni comuni. Può raggiungere una resistenza termica pari a 0,02 C-cm2/W, con un intervallo di caduta di pressione di 5-35 kPa (1-5 psi).

Allo stato attuale, la spaziatura tra i microcanali della piastra raffreddata a liquido ha raggiunto il livello di 0,1 mm e la progettazione e la lavorazione devono considerare canali di flusso e resistenza al flusso più accurati, il che pone barriere e sfide tecniche.