Skirtumas tarp tiesioginio aušinimo skysčiu ir netiesioginio aušinimo skysčiu

Pirmasis šiluminio projektavimo ir tobulinimo proceso žingsnis yra patvirtinti, kokį aušinimo būdą gaminiui reikia naudoti, kad būtų rezervuota atitinkama projektavimo erdvė ankstyvame gaminio etape. Šiuo metu elektroninių gaminių aušinimo būdai daugiausia skirstomi į keturias kategorijas: natūralų šilumos išsklaidymą, priverstinį aušinimą oru ir aušinimą skysčiu. Dėl efektyvaus aušinimo pajėgumo ir mažesnio energijos suvartojimo koeficiento šiluminiame projekte vis dažniau naudojamos aušinimo skysčiais schemos, kurios dar skirstomos į tiesioginį ir netiesioginį vėsinimą.

Tiesioginis aušinimas: komponentai yra tiesiogiai panardinami į skystį, kad išsklaidytų šilumą. Taip pat žinomas kaip aušinimas panardinamuoju skysčiu arba aušinimas panardinamuoju skysčiu. Šiuo metu ši technologija populiarėja, o kai kurie duomenų centrai jau naudojo šį aušinimo būdą. Tiesioginis aušinimas skysčiu pasižymi itin dideliu šilumos perdavimo efektyvumu, o energijos sąnaudos temperatūros kontrolei yra žymiai mažesnės, lyginant su vėsinimu oru. Todėl duomenų centrų, kuriuose naudojamas panardinamasis skystis aušinimas, PUE vertė (galios naudojimo efektyvumas, PUE{0}}bendras įrangos energijos suvartojimas / IT įrangos energijos suvartojimas) gali būti labai sumažinta, ir yra pranešimų, kad gali būti net mažesnės nei 1,05 vertės. pasiektas.

Remiantis skysto darbinio skysčio ir komponentų kontakto forma, tiesioginis skysčio aušinimas gali būti suskirstytas į du tipus: 1) Panardinamasis arba panardinamasis aušinimas skysčiu reiškia elektroninių gaminių mirkymą skystoje elektros izoliacijoje, chemiškai stabilioje, netoksiškoje ir nekorozinėje aušinimo terpėje. ; 2) Purškiamasis aušinimas skysčiu reiškia aušinimą, pasiekiamą purškiant izoliacijos skystį ant šildymo komponentų. Realaus gyvenimo analogija yra ta, kad aušinimas panardintu skysčiu yra panašus į vonią, o aušinimas purškiamuoju skysčiu yra kaip dušas.

Aušinant tiesioginiu skysčiu, kai naudojamo aušinimo skysčio virimo temperatūra yra pakankamai žema, skystas darbinis skystis išgaruos ant kaitinimo elemento paviršiaus arba virš elemento esančio šilumos išsklaidymo išsiplėtimo paviršiaus, todėl konvekcinis šilumos perdavimo koeficientas bus ypač aukštas ir gebėjimas išnešti didelį šilumos kiekį esant itin mažam temperatūrų skirtumui. Šiuo metu tai yra labiausiai komerciškai prieinamas šilumos perdavimo būdas, turintis didžiausią šilumos perdavimo efektyvumą. Aukščiau pateiktame paveikslėlyje esantys burbuliukai panardinto skysčio aušinimo ekrano viduje yra išgarintas aušinimo darbinis skystis. Dujinės aušinimo terpės tankis yra mažas, o burbuliukai kaupiasi viršuje. Jie kondensuojasi atgal į skystį per šilumokaitį ir grįžta į ertmę, kad užbaigtų aušinimo ciklą. Pagrindinė tiesioginio aušinimo skysčiu technologija yra aušinimo erdvės sandarinimas ir dujų-skysčių nuotėkio sistemoje kontrolė. Tiesioginio aušinimo skysčiu sistemoje su fazių pasikeitimu, jei temperatūra nėra tinkamai kontroliuojama, tai gali sukelti greitus įrangos kameros slėgio pokyčius ir aušinimo skysčio išgaravimą ir išbėgimą. Ekstremaliais atvejais prietaisas gali net sprogti.

Netiesioginis aušinimas skysčiu: šiluma iš šilumos šaltinio pirmiausia perduodama į kietą šalto plokštę, kuri yra užpildyta skystu cirkuliuojančiu darbiniu skysčiu. Skystas darbinis skystis elektroninių gaminių skleidžiamą šilumą perduoda į šilumokaitį, kur šiluma išsisklaido į aplinką. Aušinant netiesioginiu skysčiu, elektroniniai komponentai tiesiogiai nesiliečia su skysta šilumos perdavimo terpe. Šiuo metu elektroniniai gaminiai, turintys didelę integraciją ir didelį galios tankį, naudos netiesioginį skysčio aušinimą šilumai išsklaidyti. Toliau didėjant gaminio galios tankiui arba griežtėjant temperatūros kontrolės reikalavimams, reikalingi didesnio šilumos perdavimo efektyvumo šilumos išsklaidymo projektavimo metodai. Automobilių varikliai buvo vienas iš pirmųjų produktų, naudojusių netiesioginį skysčio aušinimą. Elektroninių gaminių srityje netiesioginis aušinimas skysčiu taip pat buvo plačiai naudojamas serveriuose, maitinimo baterijose, keitikliuose ir kitoje įrangoje.

Aušinant netiesioginiu skysčiu, elektroniniai komponentai tiesiogiai nesiliečia su skysta šilumos perdavimo terpe. Kitaip tariant, skysta aušinimo terpė čia tėra šilumos perdavimo terpė, kurios funkcija komponentų skleidžiamą šilumą perduoti į erdvę, patogią šilumos mainams su išoriniu pasauliu. Pagal pirmąjį termodinamikos dėsnį šiluma nei didėja, nei mažėja. Skysčiui šilumą pernešus į vietą, esančią toli nuo šilumos šaltinio, ji vis tiek turi tekėti per šilumokaitį, kad šiluma būtų perduota išoriniam pasauliui. Taip susidaro uždara kilpa: šiluma iš komponentų perduodama skystai aušinimo terpei, o skystos aušinimo terpės temperatūra pakyla. Kai aukštos temperatūros skysta aušinimo terpė teka per šilumokaitį, ji keičiasi šiluma su išoriniu pasauliu, temperatūra mažėja, tada teka atgal į komponento pusę, kad sugertų šilumą. Visa netiesioginio aušinimo skysčiu sistema apima ne tik šilumos perdavimo dalį, bet ir atitinkamą šilumos mainų sistemą.

Reikėtų pažymėti, kad apskaičiuojant pagal bendrą erdvę, kurią užima visas šiluminės konstrukcijos komponentų rinkinys, šilumos išsklaidymo pajėgumų skirtumas tarp netiesioginio aušinimo skysčiu ir priverstinio aušinimo oru nėra reikšmingas. Tai taip pat yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl daugelis gaminių, kuriuose nėra patogu naudoti periferinius įrenginius arba turi standartizuotą erdvę, nenaudoja netiesioginio aušinimo skysčiu.