الحلول الحرارية للوحة الباردة للطاقة الجديدة

في نظام البطارية، يسمى المبرد المعدني المناسب لملء الاتصال غير المباشر مع سائل العمل المبرد بالسائل التبريد السائل. عادةً ما تكون الصفائح المبردة بالسائل عبارة عن صفائح أو أنابيب معدنية مبثوقة أو مختومة من أدوات طحن سبائك الألومنيوم، والتي يتم لحامها وتشكيلها. هناك ثلاثة أنواع من اللحام للألواح المبردة بالسائل: اللحام بالنحاس، واللحام بالتحريك الاحتكاكي، والنحاس بدون لحام.

يتم استخدام عملية اللحام على نطاق واسع في لحام المبرد التقليدي للسيارات. إنها تستخدم مادة لحام سائلة لتبليل المادة الأساسية، وملء فجوة الواجهة، ونشرها مع المادة الأساسية لتوصيل الأجزاء الملحومة. ميزة اللحام هي أنه يمكنه لحام الهياكل المعقدة، ويمكن أن يكون سمك الأجزاء الملحومة رقيقًا جدًا. اللحام بالاحتكاك هو عملية لحام تستخدم الحرارة الناتجة عن الحركة المتبادلة والاحتكاك بين رأس اللحام ووجه نهاية قطعة العمل لتحقيق حالة اللدائن الحرارية في النهاية. يتطلب هذا النوع من اللحام أن تتمتع قطعة العمل بالقوة الكافية. تم تطوير اللحام بالنحاس الخالي من المواد على أساس اللحام بالنحاس، ويمكن تقليل سمك ووزن الأجزاء الملحومة.

تشتمل تكنولوجيا التبريد السائل بشكل أساسي على ثلاثة أنواع: التبريد السائل باللوحة الباردة، والتبريد السائل الغاطس، والتبريد السائل بالرش. التبريد السائل بلوحة باردة هو طريقة يتم فيها نقل الحرارة من مكونات التسخين العالية مثل رقائق الخادم بشكل غير مباشر إلى السائل من خلال اللوحة الباردة لتبديد الحرارة، بينما يتم تبريد مكونات التسخين المنخفضة من خلال تبريد الهواء. يتم التبريد السائل بالغمر عندما يتم غمر الخادم بالكامل في سائل التبريد
يتم نقل الحرارة الناتجة عن عنصر التسخين مباشرة إلى سائل التبريد، والذي يتبدد من خلال تدفق الدورة الدموية أو تغيير مرحلة تكثيف التبخر لسائل التبريد. من بينها، تدفق الدورة الدموية للمبرد هو تبريد سائل غمر أحادي الطور، وتغيير مرحلة تكثيف التبخر للمبرد هو تبريد سائل غمر متغير الطور. يعد التحكم في التبريد السائل بالغمر بتغير الطور أكثر تعقيدًا ويتطلب متطلبات أعلى. التبريد السائل من نوع الرش هو وسيلة للتبريد عن طريق رش سائل التبريد مباشرة على وحدات التسخين مثل الرقائق، وتبديد الحرارة من خلال نقل الحرارة بالحمل الحراري. في الوقت الحالي، يعتبر التبريد السائل باللوحة الباردة والتبريد السائل بالغمر أحادي الطور هما الأشكال الرئيسية.

في اتجاه تطور الرقائق، يستمر استهلاك الطاقة لتصميم الرقاقة TDP في الزيادة، حيث يصل استهلاك الطاقة الفردي إلى 350 واط ويصل استهلاك الطاقة الفردي إلى 500 واط، والذي سيستمر في النمو في المستقبل. في الوقت الحالي، يمكن لتقنيات التبريد السائل المختلفة تلبية احتياجات تبديد حرارة الرقاقة على المدى الطويل في المستقبل، وهناك مجال إضافي للتحسين. على سبيل المثال، يمكن للتبريد السائل باستخدام اللوحة الباردة أن يقلل من المقاومة الحرارية للتلامس، كما يمكن لتصميم القنوات الدقيقة أن يعزز نقل الحرارة، ويمكن أن يؤدي التبريد السائل بالغمر والرش إلى تحسين مجالات التدفق.

فيما يتعلق باختيار سائل التبريد، هناك خيارات في الصناعة مثل محلول إيثيلين جليكول 25%، ومحلول بروبيلين جليكول، والماء منزوع الأيونات، وما إلى ذلك. وتركيز 25% ليس قيمة ثابتة، ويمكن أن يتراوح بين 20% و30%. لا ينبغي أن يكون التركيز مرتفعًا جدًا، مما يؤثر على أداء التدفق وتبديد الحرارة لسائل العمل. كما يجب ألا تكون منخفضة جدًا، ولا يمكنها أن تلعب دورًا في مقاومة التجمد وتثبيط الميكروبات. عندما يكون التركيز أعلى من 20%، يمكن أن يكون لمحلول جلايكول الإيثيلين ومحلول البروبيلين جليكول تأثير مثبط معين على الكائنات الحية الدقيقة. يتمتع الماء منزوع الأيونات بأداء جيد في نقل الحرارة، وموصلية منخفضة للغاية، وعملية تحضير ناضجة، وغير سام وآمن. وهو أحد سوائل التبريد البديلة ولكن يجب الاهتمام بصيانة سائل التبريد.

في المستقبل، يحتاج مهندسو التصميم الحراري إلى فهم اتجاه التطور التكنولوجي بدقة وإجراء المناقشات والتحليلات بنشاط حول تطبيقات التبريد السائل. تسليط الضوء على التطوير المبتكر ومنخفض الكربون، وإجراء البحوث والتجارب التجريبية بنشاط لتكنولوجيا التبريد السائل، وتوفير حلول حرارية فعالة ومستقرة للإدارة الحرارية لتخزين الطاقة.