Endüstriyel Enerji Depolama için Soğuk Plaka Termal Tasarım Kılavuzu
Bir akü sisteminde sıvı soğutmalı çalışma sıvısı ile dolaylı teması doldurmaya uygun metal radyatöre sıvı soğutma denir. Sıvı soğutmalı plakalar genellikle alüminyum alaşımlı taşlama takımlarından ekstrüde edilmiş veya damgalanmış, kaynaklanmış ve şekillendirilmiş metal plakalar veya tüplerdir. Sıvı soğutmalı plakalar için üç tip kaynak vardır: lehimleme, sürtünme karıştırma kaynağı ve lehimsiz lehimleme.
Sert lehimleme işlemi geleneksel otomotiv radyatör kaynaklarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Taban malzemesini ıslatmak, arayüz boşluğunu doldurmak ve kaynaklı parçaları birleştirmek için taban malzemesiyle dağıtmak için sıvı sert lehim malzemesi kullanır. Kaynak avantajı karmaşık yapıları kaynaklayabilmesi ve kaynak yapılan parçaların kalınlığının çok ince olabilmesidir. Sürtünme karıştırma kaynağı, uçta termoplastik bir durum elde etmek için kaynak kafası ile iş parçasının uç yüzü arasındaki karşılıklı hareket ve sürtünmenin ürettiği ısıyı kullanan bir kaynak işlemidir. Bu kaynak türü iş parçasının yeterli mukavemete sahip olmasını gerektirir. Malzemesiz lehimleme, sert lehimleme esasına göre geliştirilir ve kaynaklı parçaların kalınlığı ve ağırlığı en aza indirilebilir.
Sıvı soğutma teknolojisi temel olarak üç tip içerir: soğuk plakalı sıvı soğutma, daldırma sıvı soğutma ve sprey sıvı soğutma. Soğuk plakalı sıvı soğutma, sunucu çipleri gibi yüksek ısıtmalı bileşenlerden gelen ısının, ısı dağıtımı için soğuk plaka aracılığıyla dolaylı olarak sıvıya aktarıldığı, düşük ısıtmalı bileşenlerin ise hava soğutması yoluyla soğutulduğu bir yöntemdir. Daldırma sıvı soğutma, sunucunun tamamen soğutma sıvısına batırılmasıdır.
Isıtma elemanı tarafından üretilen ısı doğrudan soğutucuya aktarılır ve bu da soğutucunun sirkülasyon akışı veya buharlaşma yoğuşma fazı değişimi yoluyla dağıtılır. Bunlar arasında, soğutucunun sirkülasyon akışı, tek fazlı daldırma sıvı soğutmadır ve soğutucunun buharlaşma yoğunlaşma faz değişimi, faz değişimli daldırma sıvı soğutmadır. Faz değişimli daldırma sıvı soğutmanın kontrolü daha karmaşıktır ve daha yüksek gereksinimler gerektirir. Sprey tipi sıvı soğutma, soğutma sıvısının talaş gibi ısıtma ünitelerinin üzerine doğrudan püskürtülmesi ve konvektif ısı transferi yoluyla ısının dağıtılması yoluyla bir soğutma yöntemidir. Şu anda soğuk plakalı sıvı soğutma ve tek fazlı daldırma sıvı soğutma ana formlardır.
Çip evrimi trendinde, çip TDP tasarımının güç tüketimi artmaya devam ediyor; tek güç tüketimi 350W'a, hatta tek güç tüketimi 500W'a ulaşıyor ve bu gelecekte de büyümeye devam edecek. Şu anda çeşitli sıvı soğutma teknolojileri, gelecekte uzun vadeli çip ısı dağıtımı ihtiyaçlarını karşılayabilir ve daha da geliştirilebilecek alan vardır. Örneğin, soğuk plakalı sıvı soğutma, temas termal direncini azaltabilir, mikro kanal tasarımı ısı transferini güçlendirebilir ve daldırma ve püskürtmeli sıvı soğutma, akış alanlarını iyileştirebilir.
Soğutucu seçimi konusunda sektörde %25 etilen glikol çözeltisi, propilen glikol çözeltisi, deiyonize su vb. seçenekler bulunmaktadır. %25 konsantrasyonu sabit bir değer değildir, %20 ile %30 arasında olabilir. Konsantrasyon çok yüksek olmamalıdır, bu da çalışma akışkanının akışını ve ısı dağıtma performansını etkiler. Ayrıca çok düşük olmamalı, antifriz ve mikrobiyal inhibisyonda rol oynamamalıdır. Konsantrasyon %20'nin üzerinde olduğunda, etilen glikol çözeltisi ve propilen glikol çözeltisi mikroorganizmalar üzerinde belirli bir engelleyici etkiye sahip olabilir. Deiyonize su, iyi bir ısı transfer performansına, ultra düşük iletkenliğe, olgun hazırlama sürecine sahiptir ve toksik değildir ve güvenlidir. Alternatif soğutma sıvılarından biridir ancak soğutma sıvısının bakımına dikkat edilmelidir.
Gelecekte termal tasarım mühendislerinin teknolojik evrimin yönünü doğru bir şekilde kavramaları ve sıvı soğutma uygulamalarına ilişkin tartışmaları ve analizleri aktif olarak yürütmeleri gerekiyor. Yenilikçi ve düşük karbonlu gelişmeyi öne çıkarın, sıvı soğutma teknolojisine ilişkin araştırmaları ve pilot denemeleri aktif olarak yürütün ve enerji depolama termal yönetimi için verimli ve istikrarlı termal çözümler sağlayın.
