Avantajele gestionării termice a plăcilor de răcire lichidă

În dispozitivele electronice de mare putere, gestionarea dizipării căldurii este un factor cheie care afectează performanța, stabilitatea și durata de viață a dispozitivului. Densitatea de putere în domeniul computerelor, centrelor de date, surselor de alimentare industriale, vehiculelor cu energie nouă și echipamentelor medicale continuă să crească, iar răcirea tradițională cu aer nu a reușit treptat să satisfacă nevoile de dizipare eficientă a căldurii. Placa rece lichidă (LCP), ca o soluție eficientă de dizipare a căldurii, a devenit treptat alegerea principală în dispozitivele electronice de înaltă putere cu performanțele sale excelente de management termic, eficiența dizipării căldurii și avantajele de economisire a energiei.

Comparația dintre plăcile de răcire lichidă și răcirea cu aer

1. Comparația eficienței dizipării căldurii

Răcere cu aer: se bazează pe convecția aerului și are o capacitate limitată de dizipare a căldurii

Răcerea cu aer se bazează în principal pe ventilatoare pentru a conduce fluxul de aer pentru a transfera căldura generată de echipamentele electronice către mediul înconjurător prin radiatoare de căldură. Capacitatea sa de dizipare a căldurii este limitată de capacitatea de căldură și conductivitatea termică a aerului, în special în cazul unei densități ridicate de putere sau a temperaturii ambiante ridicate, eficiența de dizipare a căldurii a aerului este mult mai mică decât cea a răcirii lichide.

Disiparea căldurii plăcii de răcire lichidă: conducere eficientă a căldurii prin circulația lichidului de răcire

Placa de răcire lichidă utilizează un lichid de răcire cu conductivitate termică excelentă (cum ar fi apa, soluția de etilenglicol, lichidul dielectric etc.) pentru a curge printr-o țeavă închisă pentru a elimina căldura. Capacitatea termică specifică a lichidului este mult mai mare decât cea a aerului, care poate absorbi și disipa căldura mai repede și menține echipamentul la o temperatură de funcționare mai mică. Prin urmare, plăcile de răcire lichidă au o eficiență mai mare de dizipare a căldurii decât răcirea cu aer și sunt potrivite pentru aplicații cu densitate de putere mai mare.

2. Comparația rezistenței termice și eficienței conducerii căldurii

Rezistența termică a sistemului de răcire cu aer este mare, iar eficiența schimbului de căldură între radiator și aer este limitată.

Rezistența termică a plăcii de răcire lichidă este scăzută, iar contactul direct dintre lichidul de răcire și suprafața de dizipare a căldurii face ca conducta energiei termice să fie mai rapidă, asigurând că echipamentul poate finaliza transferul de căldură într-un timp scurt și îmbunătăți capacitatea de dizipare a căldurii a sistemului.

3. Comparația dimensiunilor echipamentelor și a utilizării spațiului

Sistemele de răcire cu aer necesită de obicei radiatoare mari și ventilatoare multiple pentru a îmbunătăți efectul de dizipare a căldurii, dar acest lucru va crește dimensiunea echipamentului și va duce la o scădere a utilizării spațiului. În special în aplicațiile cu spațiu limitat, cum ar fi serverele de înaltă densitate, stațiile de bază 5G și sistemele de gestionare a bateriilor vehiculelor electrice, răcirea cu aer adesea nu poate satisface nevoile.

Plăcile de răcire lichidă au o structură compactă și o capacitate puternică de dizipare a căldurii, care poate economisi în mod eficient spațiul echipamentului și poate fi personalizată în funcție de structura echipamentului, potrivită pentru diferite aspecte complexe.

4. Comparația consumului de energie și a zgomotului

Răcerea cu aer se bazează pe ventilatoare pentru a funcționa. Ventilatoarele de mare viteză consumă o mulțime de energie electrică, iar zgomotul generat de ventilatoare în timpul funcționării este mare, afectând confortul general de mediu al echipamentului.

Fluxul de lichid de răcire al plăcilor de răcire lichidă se bazează de obicei pe sisteme de pompe cu putere redusă, care pot reduce semnificativ consumul de energie și au zgomot de funcționare extrem de scăzut. Este potrivit pentru scene cu cerințe ridicate de zgomot, cum ar fi centrele de date și echipamentele medicale.

5. Comparația costurilor de fiabilitate și întreținere

Ventilatoarele de răcire cu aer sunt predispuse la acumularea de praf, ceea ce afectează eficiența dizipării căldurii și necesită curățare și întreținere regulată. În plus, ca componente mecanice, ventilatoarele au probleme de uzură, ceea ce afectează fiabilitatea pe termen lung a sistemului.

Sistemele de plăci de răcire lichide utilizează de obicei răcire cu buclă închisă. Designul fără ventilator reduce riscul de defecțiuni mecanice, iar lichidul de răcire este circulat pentru o perioadă lungă de timp, cu cerințe scăzute de întreținere, ceea ce reduce considerabil costurile de întreținere și ratele de defecțiuni ale echipamentului.

2. Aplicarea plăcilor de răcire lichidă în echipamente electronice de înaltă putere

1. Centrele de date și calculul de înaltă performanță (HPC)

Centrele de date moderne realizează sarcini mari, cum ar fi cloud computing, inteligență artificială și analiza datelor mari, iar densitatea de putere a serverelor și a clusterurilor GPU continuă să crească. Soluțiile tradiționale de răcire cu aer sunt dificil de controlat în mod eficient temperatura, în timp ce plăcile de răcire lichidă pot controla cu precizie temperatura cipului, pot reduce supraîncălzirea și reducerea frecvenței și pot îmbunătăți eficiența calculului. În același timp, soluțiile de răcire lichidă pot reduce consumul de energie al ventilatorului, pot reduce PUE (eficiența consumului de energie) a centrelor de date și pot economisi energie și proteja mediul înconjurător.

2. Vehicule electrice (EV) și echipamente de energie nouă

Pachetele de baterii pentru vehicule electrice și sistemele electronice de putere necesită o dizipare eficientă a căldurii pentru a menține durata de viață a bateriei și stabilitatea sistemului. Plăcile de răcire lichidă sunt utilizate pe scară largă în sistemele de management al bateriilor vehiculelor electrice (BMS), invertere și echipamente de încărcare pentru a se asigura că componentele de înaltă putere funcționează în siguranță în condiții extreme.

3. Echipament medical

Echipamentele medicale, cum ar fi RMN, scanerele CT și dispozitivele de terapie cu laser au cerințe extrem de ridicate pentru controlul temperaturii. Plăcile de răcire lichidă pot oferi soluții stabile de dizipare a căldurii pentru a se asigura că echipamentul funcționează cu o înaltă precizie pentru o perioadă lungă de timp și îmbunătățește siguranța pacienților.

4. Automatizare industrială și electronică de putere

Plăcile de răcire lichidă sunt utilizate pe scară largă în dispozitive electronice de înaltă putere, cum ar fi inversoarele industriale, modulele IGBT și echipamentele de tăiere cu laser, oferindu-le soluții eficiente de management termic și îmbunătățind durabilitatea echipamentului și stabilitatea de lucru.

5. Aerospațiu și apărare

Sistemele electronice aerospațiale, sateliții, radarele și calculatoarele militare trebuie să funcționeze stabil în condiții de temperaturi extreme. Capacitatea eficientă de dizipare a căldurii a plăcilor de răcire lichidă le face o alegere ideală pentru răcirea electronicei aerospațiale, îmbunătățind fiabilitatea echipamentelor și eficiența de funcționare.

În comparație cu răcirea tradițională cu aer, plăcile de răcire lichidă sunt superioare în ceea ce privește eficiența de dizipare a căldurii, consumul de energie, volumul, zgomotul și costurile de întreținere și sunt deosebit de potrivite pentru dispozitive electronice de mare densitate de putere. Odată cu dezvoltarea industriilor, cum ar fi calculul de înaltă performanță, inteligența artificială, vehiculele electrice și automatizarea industrială, tehnologia de răcire lichidă va continua să fie optimizată și va deveni o soluție de management termic mainstream în viitor.