عملية تصميم لوحة تبريد الماء لبطارية طاقة الطاقة الجديدة

أدت الأحمال الحرارية المتزايدة للإلكترونيات عالية الطاقة والدفع نحو عبوات أصغر إلى تغيير وجهات نظر المصممين.لم يعد يُنظر إلى التبريد بالسائل على أنه خطر ولكنه أمر لا بد منه إلى حد ما. ألواح التبريد السائل يتفوق على طرق التبريد بالهواء التقليدية في استخدامات تدفق الحرارة العالية.

في عملية التبريد بالسائل ، صُممت اللوحة الباردة السائلة لنظام التبريد لنوع معين من البطاريات عالية الطاقة للتعامل مع مشكلة درجة الحرارة غير المنتظمة داخل وخارج البطارية.

تم بناء هيكل لوحة التبريد السائل بناءً على الخصائص الحرارية للبطارية ، ويتم تقديم هيكل لوحة التبريد السائل من نوع الملف.يمكن أن يضمن البناء وصول المبرد أولاً إلى النقطة الساخنة ثم تدويره.

بحوث بيانات لوحة الماء البارد

تحسنت أنظمة تبريد الهواء بمرور الوقت لمعالجة كثافات أكبر بكفاءة أفضل.ومع ذلك ، هناك حد حيث يفتقر الهواء إلى خصائص النقل الحراري اللازمة لتقديم تبريد كافٍ للأرفف عالية الكثافة بطريقة فعالة.

مع نمو طاقة الحامل ، يمكن أن يؤثر ذلك على أداء وموثوقية الخوادم المتخصصة ويجعلها أقل كفاءة في استخدام الطاقة مع مرور الوقت.عند استخدام رفوف عالية الطاقة ، يصبح تبريد الهواء غير اقتصادي وغير مستدام.

نتيجة لذلك ، تبحث المزيد من الشركات في إمكانية إضافة سائل إلى الرف لتعزيز سعة البيانات وكفاءتها.يستخدم التبريد السائل إمكانات نقل الحرارة المعززة للماء أو السوائل الأخرى لتوفير تبريد فعال وفعال من حيث التكلفة للأرفف عالية الكثافة.

ستؤثر عوامل متعددة على الإستراتيجية الأكثر فعالية لمنشأة معينة.ومع ذلك ، فإن مشغلي مراكز البيانات المهتمين بالتبريد السائل يواجهون تحديًا مشابهًا: التكامل مع مراكز البيانات وبناء البنية التحتية لتسهيل إمدادات السوائل من وإلى مركز البيانات.

مخطط تصميم لوحة تبريد الماء

لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المركزة بكفاءة ، يتم استخدام العديد من أجهزة الإدارة الحرارية.يتم إنشاء المشتت الحراري بواسطة لوحة تبريد سائل محاطة بجدران صلبة.

تتعرض المعدات الإلكترونية للأسطح الباردة بفضل ألواح التبريد السائل.يتم استخدام قدرة تحمل الحرارة ومعدلات نقل الحرارة ذات الصلة والمناطق الحرارية المركزة على سطح اللوحة لتحديد أداء لوحة التبريد.تم استخدام SOLIDWORKS لإنشاء تصميم لوحة التبريد السائل.في قنوات الاختبار ، تم استخدام الماء النقي فقط كسائل عامل.

تم إجراء مقارنة بين توزيع التدفق ، وخطوط درجة الحرارة ، وانخفاض الضغط ، وقدرة الضخ لتخطيطات القنوات المختلفة.في ألواح التبريد السائلة ، تم اكتشاف أن ترتيب القنوات أمر بالغ الأهمية.تساعد استنتاجات هذه الدراسة في تحديد أفضل تصميم لنظام تبريد عالي تدفق الحرارة التطبيقات ، مثل الأدوات الإلكترونية ومعالجات الكمبيوتر ومحركات السيارات.

تحليل مدخلات تصميم لوحة الماء البارد

يتم تطوير أساليب جديدة لتبريد المعدات الإلكترونية.يُعرف نظام التبريد السائل المستخدم في المكونات الكهربائية باللوح البارد.يعدل العمل الحالي تصميم الصفيحة الباردة لتقليل تكلفتها مع زيادة معدل تبديد الحرارة في نفس الوقت.

بالنسبة لمدخلات الطاقة المحددة ، يتم توفير المياه بمعدلات تدفق مختلفة ، ويتم حساب قدرة إزالة الحرارة لكل معدل تدفق إلى هذا الحمل الحراري المعين.كان الماء هو السائل الأمثل للتشغيل في جميع معدلات التدفق.

وأفضل طريقة لتحقيق معدلات التدفق الكتلي العالية هي استخدام الميثانول والأسيتون.يتم لصق المكونات الكهربائية الفردية على اللوح البارد ، والذي يعمل بمثابة 'جدار بارد '. يتم اتباع نهج محدد لتصميم وتقييم أداء الصفيحة الباردة ، والذي يعتمد على التحميل الحراري وما إذا كان التحميل الحراري على أحد جانبي الطبق البارد أو كلاهما.

تصميم هيكل لوحة الماء البارد

تعتبر اللوحة الباردة من أكثر الأجهزة استخدامًا للتحكم في درجة حرارة المعدات الكهربائية.أ طبق بارد هي منطقة تدفق مائع محاطة بحدود معدنية.الهدف الأساسي هو إنشاء مسارات تدفق السوائل داخل الغرفة لاستخراج الحرارة من المعدات الإلكترونية مع الحفاظ على درجات حرارة مناسبة للحصول على أداء جيد.

تتمثل وظيفة اللوحة الباردة في تشتيت الحرارة من مصدر حرارة متحدة المركز بقطر داخلي يبلغ 114 ملم وقطر خارجي يبلغ 186 ملم.يتم تركيب مصدر الحرارة فوق موزع حراري نحاسي ويوفر معدل حرارة إجمالي 320 واط.

بعد ذلك ، يتم توصيل مصدر الحرارة وموزع الحرارة بالسطح العلوي للوحة الباردة.يتم عمل الماء مع درجة حرارة إدخال 20 درجة مئوية ومعدل تدفق 3.5 لتر / دقيقة للتدفق عبر قنوات التدفق الداخلية للوحة الباردة لتفريق الحرارة من مصدر الحرارة.

عملية إنتاج لوحة الماء البارد

صفيحة الماء البارد مصنوعة من المعدن ولها قنوات مائية.إنها مصنوعة من معدن مثل النحاس أو الألمنيوم الذي يلامس مصدر التسخين ويمتص الحرارة التي يولدها.من خلال تشغيل مضخة الماء ، يتدفق السائل المتداول عبر خط الأنابيب المتداول.نظام تبريد الماء هو النظام الذي يكون فيه السائل هو الماء.

يربط أنبوب الماء مضخة المياه وكتلة المياه وخزان المياه.والغرض منه هو السماح للسائل المتداول بالتدفق في قناة مغلقة دون تسريب ، مما يسمح لنظام التبريد السائل بالعمل بشكل صحيح.

يتم الاحتفاظ بالسائل المتداول في خزان المياه.كمشتت حراري ، فإن المبادل الحراري هو جهاز ينقل الحرارة من مكان إلى آخر.يتم نقل الحرارة من السائل المتداول إلى المشتت الحراري ذو مساحة السطح الكبيرة ، ويتم إزالة الحرارة من الهواء القادم من مروحة المشتت الحراري.

فحص جودة لوحة الماء البارد

عند اختيار مكونات حلقة التبريد السائل ، ضع في اعتبارك توافق المواد والأداء الفردي.على الرغم من أن الصفيحة الباردة لأنبوب الألمنيوم والمبادل الحراري ذي الأنبوب النحاسي قد يلائمان احتياجاتك الحرارية ، إلا أنها ليست دائرة تبريد مستقرة.

يكون التآكل الجلفاني ممكنًا عند خلط النحاس والألمنيوم في نظام تبريد لأن إمكاناتهما الكهروكيميائية مختلفة.يتآكل التآكل الجلفاني المعدن ويؤدي في النهاية إلى حدوث تسريبات.

يمكن العثور على النحاس والبيكربونات والكلوريدات والملوثات الأخرى في ماء الصنبور ، مما يسهل التآكل.علاوة على ذلك ، فإن إعادة تدوير نفس السائل بمرور الوقت يؤدي إلى هروب الأكسجين المذاب في حلقة مغلقة.يمنع نقص الأكسجين الناتج طبقة الأكسيد من التكون.إذا تم إبعاد الألمنيوم عن الأكسجين وتعرض لمياه منخفضة الجودة لفترة طويلة ، فسوف يصدأ.

تأثير اختبار لوحة الماء البارد

كانت المقاومة الحرارية الإجمالية للوحة الباردة ، والتي يتم تعريفها على أنها أعلى تباين في درجة الحرارة مقسومة على معدل التدفق الحراري الصافي ، مقياسًا رئيسيًا للأهمية.تم عمل صفيحة باردة عن طريق قطع تسع فتحات متوازية مستطيلة في قاعدة من الألومنيوم (1.65 سم 7.6 سم 40 سم) ثم لحام لوح غطاء من الألومنيوم في الأعلى لفحص تأثير الماء.

تم قياس درجة حرارة اللوح والسائل المتدفق عند المدخل والتدفق الخارجي والمستوى الأوسط باستخدام 12 مزدوجًا حراريًا.تم استخدام مزيج 50/50 من جلايكول الإيثيلين والماء كسائل عامل.

تم حساب المقاومة الحرارية الكلية بناءً على قراءات درجة الحرارة.كما تم استخدام نموذج عددي أحادي البعد لحساب المقاومة الحرارية للوحة الباردة ؛توافق الملاحظات التجريبية وتوقعات النموذج جيدًا.

خاتمة

Winshare الحرارية هو خبير التبريد السائل ، مع مجموعة واسعة من تقنيات الألواح الباردة ، بما في ذلك تصميمات Serpentine (أنبوب في اللوحة) ، وتقنيات حفر المسدس ، والتصميمات متعددة القطع مع زيادة مساحات السطح في مسار السوائل.نختار طريقة التوصيل لتصميم متعدد القطع لتلبية التصميم والحجم المطلوب في Winshare thermalloy.