Chłodzenie urządzeń elektronicznych o dużej gęstości
Technologia chłodzenia urządzeń przemysłowych jest w rzeczywistości technologią chłodzenia zmontowanego sprzętu elektronicznego o dużej gęstości. Jest to zasada rozpraszania ciepła elektrycznego. Gdy temperatura podczas pracy urządzeń przemysłowych jest zbyt wysoka, należy je konserwować i chronić, zmniejszając ich wydajność. Wraz z rozwojem technologii przemysłowej gęstość montażu automatyki przemysłowej stawała się coraz bliższa. Pokazuje to również, że w procesie produkcyjnym temperatura sprzętu będzie rosła wraz z operacją produkcyjną. Jeśli na czas nie zostaną podjęte działania zapobiegające wzrostowi temperatury, sprzęt elektroniczny z czasem ulegnie uszkodzeniu. Technologia chłodzenia zmontowanego sprzętu elektronicznego o dużej gęstości może schłodzić sprzęt na czas, co może nie tylko zapewnić płynne działanie sprzętu, ale także przedłużyć jego żywotność. Na etapie projektowania sprzętu elektronicznego możemy dokonać kompleksowej analizy pod kątem charakterystyki sprzętu elektronicznego i rodzaju elementów grzejnych, wartości opałowej, środowiska pracy i innych czynników, a także określić, jaki tryb chłodzenia zastosować.
Urządzenia elektroniczne będą wytwarzać ciepło podczas produkcji i eksploatacji. Naszym głównym celem jest ograniczenie ciepła wytwarzanego przez sprzęt i technologię chłodzenia, aby rozproszyć ciepło w odpowiednim czasie. Jego celem jest kontrolowanie temperatury wszystkich elementów znajdujących się wewnątrz sprzętu elektronicznego, tak aby sprzęt elektroniczny nie przekroczył swojej maksymalnej dopuszczalnej temperatury pracy w konkretnym środowisku oraz utrzymywał stabilną i wydajną pracę. Ze względu na dużą gęstość zmontowanych chipów sprzętu elektronicznego o dużej gęstości, skoncentrowane ciepło, złe środowisko pracy, w połączeniu z wpływem takich czynników, jak koszt i dobór komponentów, wiele urządzeń przemysłowych jest używanych w trudnych warunkach, więc układ chłodzenia również stał się proste, dlatego problemy, przed którymi stoi dzisiejsza technologia chłodzenia, są poważniejsze.
Technologia chłodzenia zmontowanego sprzętu elektronicznego o dużej gęstości:
Technologia chłodzenia cieczą ścian bocznych. Technologia chłodzenia cieczą ścian bocznych projektuje kanał chłodzenia cieczą na bocznej ścianie szafy w celu zapewnienia dużej gęstości montażu sprzętu elektronicznego. Jednocześnie przeciwległa ściana boczna jest wypełniona czynnikiem chłodzącym, aby utrzymać niską temperaturę na bocznej ścianie szafy poprzez wymianę ciepła. Ciepło wytwarzane przez chip sprzętu elektronicznego przekazywane jest na ścianę boczną poprzez wewnętrzną powłokę konstrukcji modułu. Czynnik chłodzący znajdujący się w bocznej ściance pochłania ciepło i odprowadza je na zewnątrz sprzętu elektronicznego. Jego zasadę działania pokazano na rysunku. Czynnikiem chłodzącym jest zazwyczaj woda, chłodziwo nr 65, nafta itp. Materiały te mają dobrą płynność i duże ciepło właściwe. Podczas procesu przepływu mogą pochłaniać dużą ilość ciepła z bocznej ściany szafy ze sprzętem elektronicznym i odprowadzać ciepło ze sprzętu elektronicznego, aby zapewnić dobre środowisko pracy dla sprzętu elektronicznego.
Dzięki technologii chłodzenia cieczą. Technologia chłodzenia cieczą polega na zaprojektowaniu kanału chłodzenia cieczą w obudowie modułu sprzętu elektronicznego o dużej gęstości, przepuszczeniu chłodziwa do obudowy i utrzymaniu niskiej temperatury powłoki modułu przez wymiennik ciepła. Ciepło wytwarzane przez chip sprzętu elektronicznego jest przekazywane do powłoki struktury modułu przez materiał interfejsu, a następnie przekazywane do chłodziwa przez powłokę rozpraszającą ciepło. Płyn chłodzący pochłania ciepło i odprowadza je na zewnątrz sprzętu elektronicznego. Chłodziwo jest zazwyczaj wykonane z tych samych materiałów, co chłodzenie cieczą ścianki bocznej. W procesie przepływu cieczy może pochłaniać dużą ilość ciepła z powłoki struktury modułu i odprowadzać ciepło ze sprzętu elektronicznego, aby zapewnić dobre środowisko pracy dla chipa. W porównaniu z technologią chłodzenia cieczą na ściankach bocznych, technologia chłodzenia cieczą może odprowadzać więcej ciepła.
Technologia chłodzenia mikrokanałowego. Ogólnie rzecz biorąc, kanał o średnicy zastępczej większej niż 1 mm nazywany jest kanałem zwykłym, a kanał o średnicy zastępczej mniejszej niż 1 mm nazywany jest mikrokanałem. W porównaniu ze zwykłymi kanałami największymi zaletami mikrokanałów są: duża powierzchnia wymiany ciepła i wysoka wydajność wymiany ciepła. Technologia chłodzenia mikrokanałowego może rozwiązać problem rozpraszania ciepła w chipach o wysokim lokalnym zużyciu energii, projektując tradycyjny kanał płynowy w mikrokanał w obszarze skoncentrowanego ogrzewania zmontowanych modułów sprzętu elektronicznego o dużej gęstości.
Technologia chłodzenia ze zmianą fazy. Opierając się na zasadzie, że materiały o przemianie fazowej pochłaniają dużą ilość ciepła w procesie topienia ze stanu stałego do stanu ciekłego, a nawet gazowego, wzrost temperatury chipa w zmontowanym sprzęcie elektronicznym o dużej gęstości można opóźnić w określonym czasie, dzięki czemu że sprzęt elektroniczny może działać normalnie w określonym czasie. Materiały o przemianie fazowej zazwyczaj charakteryzują się wysokim ciepłem utajonym topnienia, wysokim ciepłem właściwym, wysoką przewodnością cieplną i brakiem korozji.
Materiał interfejsu o wysokiej przewodności cieplnej i niskim oporze cieplnym. Materiały interfejsu o wysokiej przewodności cieplnej i niskim oporze cieplnym składają się głównie ze smaru silikonowego, żelu krzemionkowego, materiałów o przemianie fazowej, metali o przemianie fazowej itp. Materiały te mają wysoką przewodność cieplną i są bardzo miękkie . Dlatego zainstalowanie tego materiału pomiędzy elementami i zimnymi płytami może skutecznie poprawić przewodność cieplną i zmniejszyć opór cieplny wysokiego sprzętu elektronicznego, aby zapewnić normalne działanie sprzętu elektronicznego.
Sprzęt elektroniczny o dużej gęstości musi być chłodzony na czas podczas pracy. Lokalne gorące punkty można kontrolować, zmniejszając zużycie ciepła i wybierając skuteczne metody rozpraszania ciepła. Przy projektowaniu trybu rozpraszania ciepła należy przyjąć różne tryby chłodzenia zgodnie z charakterystyką sprzętu, aby zapewnić jego normalne działanie. Jednocześnie opór cieplny ścieżki można zmniejszyć, dodając materiały interfejsu o wysokiej przewodności cieplnej i niskim oporze cieplnym, aby zapewnić wysoką i niezawodną pracę sprzętu elektronicznego, przedłużyć żywotność i zmniejszyć koszty eksploatacji.
