Nuove soluzioni termiche a piastre fredde per l'energia
In un sistema a batteria, un radiatore metallico adatto al riempimento a contatto indiretto con il fluido di lavoro raffreddato a liquido è chiamato raffreddamento a liquido. Le piastre raffreddate a liquido sono solitamente piastre o tubi metallici estrusi o stampati da utensili di rettifica in lega di alluminio, che vengono saldati e formati. Esistono tre tipi di saldatura per le piastre raffreddate a liquido: brasatura, saldatura ad attrito e brasatura senza saldatura.
Il processo di brasatura è ampiamente utilizzato nella tradizionale saldatura dei radiatori automobilistici. Utilizza materiale per brasatura liquida per bagnare il materiale di base, riempire lo spazio tra le interfacce e diffondere con il materiale di base per collegare le parti saldate. Il vantaggio della saldatura è che può saldare strutture complesse e lo spessore delle parti saldate può essere molto sottile. La saldatura per attrito è un processo di saldatura che utilizza il calore generato dal movimento reciproco e dall'attrito tra la testa di saldatura e la faccia terminale del pezzo per ottenere uno stato termoplastico all'estremità. Questo tipo di saldatura richiede che il pezzo abbia una resistenza sufficiente. La brasatura senza materiali è sviluppata sulla base della brasatura e lo spessore e il peso delle parti saldate possono essere ridotti al minimo.
La tecnologia di raffreddamento a liquido comprende principalmente tre tipi: raffreddamento a liquido con piastra fredda, raffreddamento a liquido per immersione e raffreddamento a liquido a spruzzo. Il raffreddamento a liquido della piastra fredda è un metodo in cui il calore proveniente dai componenti ad alto riscaldamento come i chip dei server viene trasferito indirettamente al liquido attraverso la piastra fredda per la dissipazione del calore, mentre i componenti a basso riscaldamento vengono comunque raffreddati tramite il raffreddamento ad aria. Il raffreddamento a liquido per immersione avviene quando il server è completamente immerso nel liquido di raffreddamento
Il calore generato dall'elemento riscaldante viene trasferito direttamente al liquido di raffreddamento, che viene dissipato attraverso il flusso di circolazione o il cambio di fase di evaporazione e condensa del liquido di raffreddamento. Tra questi, il flusso di circolazione del liquido refrigerante è il raffreddamento a liquido ad immersione monofase e il cambiamento di fase di evaporazione e condensazione del liquido refrigerante è il raffreddamento a liquido ad immersione a cambiamento di fase. Il controllo del raffreddamento a liquido ad immersione a cambiamento di fase è più complesso e richiede requisiti più elevati. Il raffreddamento a liquido di tipo spray è un metodo di raffreddamento spruzzando direttamente il liquido di raffreddamento su unità riscaldanti come i trucioli e dissipando il calore attraverso il trasferimento di calore convettivo. Attualmente, le forme principali sono il raffreddamento a liquido a piastra fredda e il raffreddamento a liquido a immersione monofase.
Nella tendenza dell'evoluzione dei chip, il consumo energetico del design TDP del chip continua ad aumentare, con un singolo consumo energetico che raggiunge i 350 W e un singolo consumo energetico che raggiunge addirittura i 500 W, che continuerà a crescere in futuro. Attualmente, diverse tecnologie di raffreddamento a liquido possono soddisfare le future esigenze di dissipazione del calore dei chip a lungo termine e c'è ulteriore spazio per miglioramenti. Ad esempio, il raffreddamento a liquido con piastra fredda può ridurre la resistenza termica di contatto, il design a microcanali può rafforzare il trasferimento di calore e il raffreddamento a liquido per immersione e nebulizzazione può migliorare i campi di flusso.
Per quanto riguarda la selezione del refrigerante, nel settore sono disponibili opzioni come una soluzione di glicole etilenico al 25%, una soluzione di glicole propilenico, acqua deionizzata, ecc. La concentrazione del 25% non è un valore costante e può essere compresa tra il 20% e il 30%. La concentrazione non deve essere troppo elevata, il che influisce sulle prestazioni di flusso e dissipazione del calore del fluido di lavoro. Inoltre, non dovrebbe essere troppo basso e non può svolgere un ruolo nell'antigelo e nell'inibizione microbica. Quando la concentrazione è superiore al 20%, la soluzione di glicole etilenico e la soluzione di glicole propilenico possono avere un certo effetto inibitorio sui microrganismi. L'acqua deionizzata ha buone prestazioni di trasferimento del calore, conduttività ultrabassa, processo di preparazione maturo ed è atossica e sicura. È uno dei liquidi di raffreddamento alternativi, ma occorre prestare attenzione alla manutenzione del liquido di raffreddamento.
In futuro, gli ingegneri progettisti termici dovranno cogliere con precisione la direzione dell'evoluzione tecnologica e condurre attivamente discussioni e analisi sulle applicazioni di raffreddamento a liquido. Evidenziare lo sviluppo innovativo e a basse emissioni di carbonio, condurre attivamente ricerche e prove pilota sulla tecnologia di raffreddamento a liquido e fornire soluzioni termiche efficienti e stabili per la gestione termica dell'accumulo di energia.
