Flydende køleløsninger til elektroniske enheder

Med den kontinuerlige stigning i strømforbruget af elektroniske enheder er traditionel luftkøling gradvist blevet vanskelig at opfylde varmeudledningskravene i applikationsscenarier som højtydende databehandling, datacentre, elbiler og 5G-basestationer. Flydende kølingsteknologi er blevet et vigtigt middel til at løse varmeudledningsproblemet i elektroniske enheder på grund af dens effektive varmeledningsegenskaber. Denne artikel vil udforske de grundlæggende principper for væskekølingsteknologi og dens anvendelse på områder som datacentre, elbiler og 5G-basestationer.

Flydende kølingsteknologi bruger kølevæske (såsom deioniseret vand, køleolie eller fluoreret væske) som et varmeoverførselsmedium for hurtigt at fjerne den varme, der genereres af udstyret gennem væskens høje varmekapacitet og høje termiske ledningsevne. Væskekølesystemet omfatter normalt en kølevæske cirkulationspumpe, en varmeveksler, en kølevæske rørledning og en varmeafledning komponent, som kan opnå effektiv og stabil temperaturkontrol.

Sammenlignet med luftkøling har væskekøling følgende fordele:

Højere køleeffektivitet: Væskens termiske ledningsevne overstiger langt luftens, hvilket mere effektivt kan reducere driftstemperaturen for elektronisk udstyr.

Reduceret energiforbrug: Flydende køling kan reducere efterspørgslen efter ventilatorer, reducere strømforbruget af luftkølesystemet og forbedre strømeffektivitetsforholdet (PUE).

Bedre pladsudnyttelse: Uden behovet for stort luftkanaldesign kan flydende kølesystem arrangere udstyr mere kompakt og forbedre pladsudnyttelsen af skabe eller computerrum.

Reducer støj: Reducer behovet for ventilatordrift, hvilket gør elektronisk udstyr mere stille.

Anvendelse af væskekøling i datacentre

1. væskekøling på rackniveau

Den varme, der genereres af datacenterservere, er ekstremt høj, og traditionelle luftkølingsmetoder kan ikke sprede varmen effektivt. Væskekølingsteknologi på rackniveau opnår varmeudledning på serverchip-niveau gennem væskekøleplader, mikrokanalkøling og direkte nedsænkningskøling. PUE af væskekølede datacentre kan normalt reduceres til under 1,1, hvilket forbedrer energieffektiviteten betydeligt.

2. Direkte nedsænkning væskekøling

Nedsænkningsvæskekølingsteknologi nedsænker servere eller datamoduler direkte i isolerende kølevæske, og kølevæsken fjerner varme gennem naturlig konvektion eller tvunget cirkulation. Denne metode kan reducere den plads, der besættes af luftkølesystemet, og forlænge udstyrets levetid. Det anvendes i høj ydeevne computing (HPC) og supercomputing centre.

3. Energibesparende fordele ved datacentre

Flydende køling teknologi reducerer ikke kun varmeudledning energiforbrug, men også reducerer aircondition belastning, hvilket i høj grad reducerer kulstofudledningen af datacentre. Samtidig kan affaldsvarmegenvindingssystemet overføre varme til andre anvendelser, såsom bygningsvarme, for at forbedre energieffektiviteten.

Anvendelse af væskekøling i elbiler

1. Batteri væskekølesystem

Batteripakken er den centrale komponent i elbiler, og dens temperaturkontrol påvirker direkte udholdenhed og levetid. Det væskekølede batterissystem bruger kølevæske til at cirkulere mellem batterimodulerne for at sikre battericellernes temperaturbalance og forhindre, at overophedning forårsager ydeevneforbringelse.

2. Væskekøling af motorer og styringssystemer

Kernkomponenter som motorer og omformere i elbiler genererer meget varme, når de kører ved høje hastigheder. Væskekølesystemet reducerer effektivt motorens temperatur og forbedrer stabiliteten og effektiviteten af det elektriske drivsystem gennem kombinationen af kølevæske og radiator.

3. Sikkerhedsfordele ved væskekøling

Sammenlignet med luftkøling kan væskekøling reducere risikoen for termisk afløb forårsaget af batteriets overophedning og forbedre den generelle sikkerhed for elbiler. Derudover kan væskekøleløsningen tilpasse sig en bredere vifte af klimaforhold for at sikre, at batteriet stadig kan opretholde effektiv drift i ekstreme miljøer.

Anvendelse af væskekøling i 5G-basestationer

1. Strømforbrug udfordring af 5G basestationer

På grund af anvendelsen af højfrekvens- og storskala MIMO-teknologi er strømforbruget af 5G-basestationer meget højere end 4G-basestationerne, hvilket fører til en hurtig stigning i basestationsudstyrets interne temperatur. Traditionelle luftkølesystemer er vanskelige at imødekomme behovene for langsigtet stabil drift af 5G-udstyr.

2. Kabinet-niveau flydende køleløsning

Væskekølingsteknologi kan anvendes i basestationskabinetter. Flydende køleplader eller kølerør bruges til direkte kontakt med kerneclips og strømforstærkerudstyr for effektivt at forbedre varmeudledningseffektiviteten, så basestationerne kan fortsætte med at fungere stabilt i højtemperaturmiljøer.

3. Optimering af basestationens energiforbrug

Det driftsmæssige strømforbrug af 5G-basestationer er relativt højt. Brugen af væskekølingsteknologi kan betydeligt reducere efterspørgslen efter brug af basestationsaircondition, reducere det samlede energiforbrug og forbedre basestationens energieffektivitet.

Flydende kølingsteknologi med sine fremragende varmeafspillingsevner har vist stort udviklingspotentiale inden for højeffektapplikationsområder som datacentre, elbiler og 5G-basestationer. Med den kontinuerlige udvikling af videnskab og teknologi vil væskekølingsteknologi spille en vigtigere rolle i fremtiden og hjælpe elektronisk udstyr med at udvikle sig i en mere effektiv og miljøvenlig retning.