لوحات التبريد Microchannel في تبريد مراكز البيانات

لقد ثبت أن استخدام المبددات الحرارية ذات القنوات الدقيقة المبردة بالسائل (الألواح المبردة بالسائل) في مراكز البيانات هو وسيلة فعالة للغاية للتخلص من الأحمال الحرارية العالية. ومن خلال تقليل القطر الهيدروليكي للقناة، يمكن تحقيق معامل نقل حرارة أكبر. في الهياكل المتوازية، يمكن لمعدلات التدفق الصغيرة داخل القنوات الدقيقة أن تولد تدفقًا صفحيًا، مما يؤدي إلى نسبة عكسية لمعامل نقل الحرارة إلى القطر الهيدروليكي. سيؤدي تقليل القطر الهيدروليكي إلى زيادة انخفاض الضغط، مما قد يؤدي إلى قوة ضخ غير مقبولة.

من خلال النظر بشكل شامل في تقنيات المعالجة والتصنيع المختلفة، وتغيير تصميم التدفق، والانتقال من التكوينات الخطية إلى القنوات الدقيقة المعقدة ثلاثية الأبعاد، يمكن للاستراتيجيات تعزيز معامل نقل الحرارة وتوحيد أحواض الحرارة ذات القنوات الدقيقة.

تقليل إشغال المساحة وتوفير الإمكانيات للحوسبة عالية الكثافة:

يمكن للألواح المبردة بالسائل أن تقلل بشكل كبير من شغل مساحة المشتتات الحرارية، مما يوفر إمكانية استيعاب المزيد من أجهزة الكمبيوتر في حاويات عالية الكثافة. حجم المبدد الحراري المبرد بالهواء للخادم التقليدي (الطول * العرض * الارتفاع) هو 10 X 10 X 5 سم، في حين أن حجم لوحة التبريد السائل (الطول * العرض * الارتفاع) هو 8 X 4 X فقط 0.35 سم. يبلغ حجم مكون اللوحة المبردة بالسائل 11.2 سم 3، وهو أقل بكثير من 500 سم 3 لوحدة تبريد الهواء. لا تلبي اللوحة المبردة بالسائل متطلبات وحدات الحوسبة عالية الأداء لنقل الحرارة بسرعة فحسب، بل توفر أيضًا مساحة لتكامل الحوسبة عالية الكثافة.

تقنيات المعالجة والتصنيع المتعددة:

يعد هيكل القناة الدقيقة الموجود على سطح اللوحة السفلية للوحة الباردة عاملاً رئيسياً في تعزيز نقل الحرارة. في الوقت الحاضر، وصلت المسافة بين أسنان القناة الدقيقة للوحة المبردة بالسائل إلى مستوى 0.1 مم، ويعد تصميمها ومعالجتها وتصنيعها أحد التحديات التقنية الأساسية للوحة المبردة بالسائل. يمكن استخدام طرق متعددة لتصنيع القنوات الدقيقة الخطية، مثل:
1. عملية التزلج
2. الآلات التقليدية
3. النقش الكيميائي الضوئي (PCE)
4. قطع الأسلاك بالشرارة الكهربائية
5. صب البثق
6. MDT (تقنية التشوه الجزئي)
7. قطع المياه النفاثة

تغيير اتجاه السائل لتعزيز انتقال الحرارة:

اللوحة الباردة ذات القنوات الدقيقة ذات التدفق المتوازي هي قناة نقل الحرارة حيث يتدفق السائل بالتوازي مع السطح المبرد. في المقابل، يسمح التدفق الطبيعي لميكروس ™) Microchannel Cold Plate (NCP) للسائل بالتدفق عبر قناة نقل الحرارة في اتجاه عمودي على السطح المبرد، مما يزيل انخفاض الضغط العالي ودرجة حرارة السطح غير المتساوية التي تحدث غالبًا في المحاليل الشائعة. يمكنها تحقيق مقاومة حرارية منخفضة تصل إلى 0.02 C-cm2/W، مع نطاق انخفاض الضغط يبلغ 5-35 كيلو باسكال (1-5 رطل لكل بوصة مربعة).

في الوقت الحاضر، وصلت المسافة بين القنوات الدقيقة للوحة المبردة السائلة إلى مستوى 0.1 مم، ويحتاج التصميم والمعالجة إلى مراعاة قنوات تدفق أكثر دقة ومقاومة التدفق، مما يشكل حواجز وتحديات تقنية.