Hideglemezes hőtervezési irányelv az ipari energiatároláshoz
Az akkumulátoros rendszerben a folyadékhűtéses munkafolyadékkal való közvetett érintkezés feltöltésére alkalmas fémradiátort folyadékhűtésnek nevezzük. A folyadékhűtéses lemezek általában alumíniumötvözet csiszolószerszámokból extrudált vagy sajtolt fémlemezek vagy csövek, amelyeket hegesztenek és alakítanak ki. A folyadékhűtéses lemezekhez háromféle hegesztés létezik: keményforrasztás, súrlódásos keverőhegesztés és forrasztás nélküli keményforrasztás.
A keményforrasztási eljárást széles körben használják a hagyományos autóradiátoros hegesztésben. Folyékony keményforrasztóanyagot használ az alapanyag nedvesítésére, az interfész hézag kitöltésére, és az alapanyaggal való diffundálásra a hegesztett részek összekapcsolásához. A hegesztés előnye, hogy bonyolult szerkezeteket tud hegeszteni, és a hegesztett részek vastagsága nagyon vékony lehet. A súrlódó keverőhegesztés egy olyan hegesztési eljárás, amely a hegesztőfej és a munkadarab homlokfelülete közötti kölcsönös mozgás és súrlódás során keletkező hőt hasznosítja, hogy a végén hőre lágyuló állapotot érjen el. Ez a fajta hegesztés megköveteli, hogy a munkadarab kellő szilárdságú legyen. Az anyagmentes keményforrasztás a keményforrasztásra épül, és a hegesztett részek vastagsága és tömege minimalizálható.
A folyadékhűtési technológia főként három típust foglal magában: hűtőlemezes folyadékhűtés, merülő folyadékhűtés és permetléhűtés. A hideglemezes folyadékhűtés olyan módszer, amelyben a nagy melegítésű alkatrészek, például a szerverchipek hője közvetve a folyadékba kerül a hideglemezen keresztül a hőelvezetés érdekében, míg az alacsony hőmérsékletű alkatrészeket továbbra is levegőhűtés révén hűtik. A merülőfolyadékos hűtésről akkor beszélünk, ha a szerver teljesen elmerül a hűtőfolyadékban.
A fűtőelem által termelt hő közvetlenül a hűtőközegbe kerül, amely a hűtőfolyadék cirkulációs áramlása vagy párolgási kondenzációs fázisváltozása révén disszipálódik. Ezek közül a hűtőfolyadék cirkulációs áramlása egyfázisú merülő folyadékhűtés, a párolgási kondenzációs fázisváltás pedig a hűtőfolyadék fázisváltásos merülő folyadékhűtés. A fázisváltós merülő folyadékhűtés szabályozása bonyolultabb és magasabb követelményeket támaszt. A spray típusú folyadékhűtés egy olyan hűtési módszer, amely a hűtőfolyadékot közvetlenül a fűtőegységekre, például forgácsokra permetezi, és a hőt konvektív hőátadással disszipálja. Jelenleg a hideglemezes folyadékhűtés és az egyfázisú merülő folyadékhűtés a fő formák.
A chipek fejlődésének trendjében a chip TDP tervezésének energiafogyasztása tovább növekszik, egyetlen energiafogyasztás eléri a 350 W-ot, és egyetlen fogyasztás eléri az 500 W-ot is, ami a jövőben tovább fog növekedni. Jelenleg a különféle folyadékhűtési technológiák a jövőben kielégíthetik a hosszú távú forgácshőelvezetési igényeket, és van még mit javítani. Például a hideglemezes folyadékhűtés csökkentheti az érintkezési hőellenállást, a mikrocsatornás kialakítás erősítheti a hőátadást, a merítés és a permetléhűtés pedig javíthatja az áramlási mezőket.
A hűtőközeg kiválasztását illetően az iparban vannak olyan lehetőségek, mint a 25%-os etilénglikol oldat, propilénglikol oldat, ionmentesített víz stb. A 25%-os koncentráció nem állandó érték, 20% és 30% között lehet. A koncentráció nem lehet túl magas, ami befolyásolja a munkaközeg áramlási és hőelvezetési teljesítményét. Nem szabad túl alacsonynak lennie, és nem játszhat szerepet a fagyálló és a mikrobiális gátlásban. Ha a koncentráció 20% felett van, az etilénglikol-oldat és a propilénglikol-oldat bizonyos gátló hatást fejthet ki a mikroorganizmusokra. Az ioncserélt víz jó hőátadó képességgel, rendkívül alacsony vezetőképességgel, érett előkészítési folyamattal rendelkezik, nem mérgező és biztonságos. Az alternatív hűtőfolyadékok közé tartozik, de oda kell figyelni a hűtőfolyadék karbantartására.
A jövőben a hőtervező mérnököknek pontosan meg kell érteniük a technológiai fejlődés irányát, és aktívan kell megbeszéléseket és elemzéseket folytatniuk a folyadékhűtési alkalmazásokról. Kiemelje az innovatív és alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlesztést, végezzen aktívan kutatásokat és kísérleti kísérleteket a folyadékhűtés technológiájával kapcsolatban, és biztosítson hatékony és stabil termikus megoldásokat az energiatároló hőkezeléshez.
