Soluții de răcire lichidă pentru dispozitive electronice

Odată cu creșterea continuă a consumului de energie al dispozitivelor electronice, răcirea cu aer tradițională a devenit treptat dificilă de îndeplinit cerințele de dizipare a căldurii ale scenariilor de aplicații, cum ar fi calculul de înaltă performanță, centrele de date, vehiculele electrice și stațiile de bază 5G. Tehnologia de răcire lichidă a devenit un mijloc important pentru a rezolva problema dizipării căldurii dispozitivelor electronice datorită caracteristicilor sale eficiente de conducere a căldurii. Acest articol va explora principiile de bază ale tehnologiei de răcire lichidă și aplicația sa în domenii cum ar fi centrele de date, vehiculele electrice și stațiile de bază 5G.

Tehnologia de răcire lichidă utilizează lichid de răcire (cum ar fi apa deionizată, uleiul de răcire sau lichidul fluorat) ca mediu de transfer de căldură pentru a elimina rapid căldura generată de echipament prin capacitatea termică ridicată și conductivitatea termică ridicată a lichidului. Sistemul de răcire lichidă include, de obicei, o pompă de circulație a lichidului de răcire, un schimbător de căldură, o conductă de lichid de răcire și o componentă de dizipare a căldurii, care poate obține un control eficient și stabil al temperaturii.

În comparație cu răcirea cu aer, răcirea lichidă are următoarele avantaje:

Eficiența mai mare a răcirii: Conductivitatea termică a lichidului depășește cu mult cea a aerului, ceea ce poate reduce mai eficient temperatura de funcționare a echipamentelor electronice.

Consumul redus de energie: răcirea lichidă poate reduce cererea de ventilatoare, reduce consumul de energie al sistemului de răcire cu aer și îmbunătăți raportul de eficiență energetică (PUE).

Utilizarea mai bună a spațiului: Fără necesitatea de proiectare a conductelor de aer la scară largă, sistemul de răcire lichidă poate aranja echipamentele mai compact și îmbunătăți utilizarea spațiului dulapurilor sau camerelor de calculatoare.

Reducerea zgomotului: Reducerea nevoii de funcționare a ventilatorului, făcând ca echipamentele electronice să funcționeze mai liniștit.

Aplicarea răcirii lichide în centrele de date

1. răcire lichidă la nivel de raft

Căldura generată de serverele centrului de date este extrem de mare, iar metodele tradiționale de răcire cu aer nu pot disipa căldura eficient. Tehnologia de răcire lichidă la nivel de raft realizează dissiparea căldurii la nivel de cip al serverului prin plăci de răcire lichidă, răcire cu microcanale și răcire prin scufundare directă. PUE-ul centrelor de date răcite cu lichid poate fi redus de obicei la sub 1,1, îmbunătățind considerabil eficiența energetică.

2. răcire lichidă de scufundare directă

Tehnologia de răcire cu lichid prin imersiune scufundă direct serverele sau modulele de calcul în lichid de răcire izolant, iar lichidul de răcire elimină căldura prin convecție naturală sau circulație forțată. Această metodă poate reduce spațiul ocupat de sistemul de răcire cu aer și poate prelungi durata de viață a echipamentului. Este utilizat pe scară largă în centrele de calcul de înaltă performanță (HPC) și supercomputing.

3. Beneficiile de economisire a energiei ale centrelor de date

Tehnologia de răcire lichidă nu numai că reduce consumul de energie de dizipare a căldurii, ci și reduce sarcina aerului condiționat, ceea ce reduce considerabil emisiile de carbon ale centrelor de date. În același timp, sistemul de recuperare a căldurii reziduale poate transfera căldura la alte utilizări, cum ar fi încălzirea clădirilor, pentru a îmbunătăți eficiența reutilizării energiei.

Aplicarea răcirii lichide în vehiculele electrice

1. Sistem de răcire lichidă baterie

Bateria este componenta de bază a vehiculelor electrice, iar controlul temperaturii afectează direct durabilitatea și durata de viață. Sistemul de baterie răcit cu lichid utilizează lichid de răcire pentru a circula între modulele bateriei pentru a asigura echilibrul de temperatură al celulelor bateriei și pentru a preveni supraîncălzirea care provoacă degradarea performanței.

2. Răcere lichidă a motoarelor și a sistemelor de control

Componentele de bază, cum ar fi motoarele și inversoarele vehiculelor electrice, generează o mulțime de căldură atunci când rulează la viteze mari. Sistemul de răcire lichidă reduce în mod eficient temperatura motorului și îmbunătățește stabilitatea și eficiența sistemului de acționare electrică prin combinația de lichid de răcire și radiator.

3. Avantajele de siguranță ale răcirii lichide

În comparație cu răcirea cu aer, răcirea lichidă poate reduce riscul de fugă termică cauzată de supraîncălzirea bateriei și poate îmbunătăți siguranța generală a vehiculelor electrice. În plus, soluția de răcire lichidă se poate adapta la o gamă mai largă de condiții climatice pentru a se asigura că bateria poate menține încă funcționarea eficientă în medii extreme.

Aplicarea răcirii lichide în stațiile de bază 5G

1. Provocarea consumului de energie al stațiilor de bază 5G

Datorită aplicării tehnologiei MIMO de înaltă frecvență și la scară largă, consumul de energie al stațiilor de bază 5G este mult mai mare decât cel al stațiilor de bază 4G, ceea ce duce la o creștere rapidă a temperaturii interne a echipamentelor stațiilor de bază. Sistemele tradiționale de răcire cu aer sunt dificil de îndeplinit nevoile de funcționare stabilă pe termen lung a echipamentelor 5G.

2. Soluție de răcire lichidă la nivel de cabinet

Tehnologia de răcire lichidă poate fi utilizată în dulapurile stațiilor de bază. Plăcile de răcire lichidă sau țevile de răcire sunt utilizate pentru a contacta direct cipurile de bază și echipamentele de amplificator de putere pentru a îmbunătăți eficient eficiența dizipării căldurii, astfel încât stațiile de bază să poată continua să funcționeze în mod stabil în medii cu temperaturi ridicate.

3. Optimizarea consumului de energie al stației de bază

Consumul de energie de funcționare al stațiilor de bază 5G este relativ ridicat. Utilizarea tehnologiei de răcire lichidă poate reduce semnificativ cererea de utilizare a condiționatoarelor de aer din stația de bază, reduce consumul global de energie și îmbunătăți eficiența energetică a stației de bază.

Tehnologia de răcire lichidă, cu capacitățile sale excelente de dizipare a căldurii, a arătat un potențial de dezvoltare mare în domeniile de aplicații de mare putere, cum ar fi centrele de date, vehiculele electrice și stațiile de bază 5G. Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, tehnologia de răcire lichidă va juca un rol mai important în viitor, ajutând echipamentele electronice să se dezvolte într-o direcție mai eficientă și ecologică.