Avantages de la gestion thermique des plaques de refroidissement liquide

Dans les appareils électroniques de haute puissance, la gestion de la dissipation de chaleur est un facteur clé qui affecte les performances, la stabilité et la durée de vie des appareils. La densité d'énergie dans les domaines des ordinateurs, des centres de données, des sources d'alimentation industrielles, des véhicules à énergie nouvelle et des équipements médicaux continue d'augmenter, et le refroidissement à l'air traditionnel a progressivement échoué à répondre aux besoins de dissipation de chaleur efficace. La plaque froide liquide (LCP), en tant que solution efficace de dissipation de chaleur, est progressivement devenue le choix courant dans les dispositifs électroniques de haute puissance avec ses excellentes performances de gestion thermique, son efficacité de dissipation de chaleur et ses avantages d'économie d'énergie.

Comparaison entre plaques de refroidissement liquide et refroidissement par air

1. Comparaison de l ' efficacité de dissipation de chaleur

Refroidissement par air: dépend de la convection d'air et a une capacité de dissipation de chaleur limitée

Le refroidissement par air repose principalement sur les ventilateurs pour entraîner le flux d'air pour transférer la chaleur générée par l'équipement électronique vers l'environnement environnant à travers les dissipateurs de chaleur. Sa capacité de dissipation de chaleur est limitée par la capacité thermique et la conductivité thermique de l'air, en particulier dans le cas d'une densité de puissance élevée ou de température ambiante élevée, l'efficacité de dissipation de chaleur de l'air est beaucoup plus faible que celle du refroidissement liquide.

Dissipation de chaleur de plaque de refroidissement liquide: conduction thermique efficace par la circulation du liquide de refroidissement

La plaque de refroidissement liquide utilise un liquide de refroidissement avec une excellente conductivité thermique (comme l'eau, la solution d'éthylène glycol, le fluide diélectrique, etc.) pour circuler à travers un tuyau fermé pour éliminer la chaleur. La capacité thermique spécifique du liquide est beaucoup plus élevée que celle de l'air, qui peut absorber et dissiper la chaleur plus rapidement et maintenir l'équipement à une température de fonctionnement plus basse. Par conséquent, les plaques de refroidissement liquide ont une efficacité de dissipation de chaleur plus élevée que le refroidissement à l'air et conviennent à des applications avec une densité de puissance plus élevée.

2. Comparaison de la résistance thermique et de l ' efficacité de la conduction thermique

La résistance thermique du système de refroidissement à l'air est importante et l'efficacité de l'échange de chaleur entre le radiateur et l'air est limitée.

La résistance thermique de la plaque de refroidissement liquide est faible et le contact direct entre le liquide de refroidissement et la surface de dissipation de chaleur rend la conduite de l'énergie thermique plus rapide, assurant que l'équipement peut compléter le transfert de chaleur en peu de temps et améliorer la capacité de dissipation de chaleur du système.

3. Comparaison de la taille du matériel et de l ' utilisation de l ' espace

Les systèmes de refroidissement à l'air nécessitent généralement de grands radiateurs et plusieurs ventilateurs pour améliorer l'effet de dissipation de chaleur, mais cela augmentera la taille de l'équipement et entraînera une diminution de l'utilisation de l'espace. Surtout dans les applications à faible espace telles que les serveurs à haute densité, les stations de base 5G et les systèmes de gestion des batteries des véhicules électriques, le refroidissement par air ne peut souvent pas répondre aux besoins.

Les plaques de refroidissement liquide ont une structure compacte et une forte capacité de dissipation de chaleur, ce qui peut économiser efficacement de l'espace de l'équipement et peut être personnalisé selon la structure de l'équipement, adapté à diverses configurations complexes.

4. Comparaison de la consommation d ' énergie et du bruit

Le refroidissement par air dépend des ventilateurs pour fonctionner. Les ventilateurs à grande vitesse consomment beaucoup d'électricité et le bruit généré par les ventilateurs pendant le fonctionnement est important, ce qui affecte le confort environnemental global de l'équipement.

Le flux de liquide de refroidissement des plaques de refroidissement liquide repose généralement sur des systèmes de pompe à faible puissance, qui peuvent réduire considérablement la consommation d'énergie et présenter un bruit de fonctionnement extrêmement faible. Il convient pour les scènes avec des exigences sonores élevées telles que les centres de données et l'équipement médical.

5. Comparaison des coûts de fiabilité et d ' entretien

Les ventilateurs de refroidissement à air sont sujets à l'accumulation de poussière, ce qui affecte l'efficacité de dissipation de chaleur et nécessite un nettoyage et une entretien réguliers. En outre, en tant que composants mécaniques, les ventilateurs présentent des problèmes d'usure, ce qui affecte la fiabilité à long terme du système.

Les systèmes de plaques de refroidissement liquide utilisent généralement le refroidissement en boucle fermée. La conception sans ventilateur réduit le risque de défaillance mécanique et le liquide de refroidissement circule pendant une longue période, avec des exigences d'entretien faibles, ce qui réduit considérablement les coûts d'entretien et les taux de défaillance de l'équipement.

2. Application de plaques de refroidissement liquide dans les équipements électroniques de haute puissance

1. Centres de données et informatique haute performance (HPC)

Les centres de données modernes portent des tâches à forte charge telles que le cloud computing, l'intelligence artificielle et l'analyse de données massives, et la densité de puissance des serveurs et des grappes GPU continue d'augmenter. Les solutions traditionnelles de refroidissement à l'air sont difficiles à contrôler efficacement la température, tandis que les plaques de refroidissement liquide peuvent contrôler avec précision la température de la puce, réduire la surchauffage et la réduction de fréquence et améliorer l'efficacité du calcul. En même temps, les solutions de refroidissement liquide peuvent réduire la consommation d'énergie des ventilateurs, réduire l'efficacité d'utilisation d'énergie (PUE) des centres de données, économiser de l'énergie et protéger l'environnement.

2. Véhicules électriques (EV) et équipements de nouvelles énergies

Les batteries de véhicules électriques et les systèmes électroniques de puissance nécessitent une dissipation de chaleur efficace pour maintenir la durée de vie de la batterie et la stabilité du système. Les plaques de refroidissement liquide sont largement utilisées dans les systèmes de gestion des batteries de véhicules électriques (BMS), les onduleurs et les équipements de charge pour garantir que les composants à haute puissance fonctionnent en toute sécurité dans des conditions extrêmes.

3. Matériel médical

Les équipements médicaux tels que l'IRM, les scanners tomographiques et les dispositifs de thérapie laser ont des exigences extrêmement élevées pour le contrôle de la température. Les plaques de refroidissement liquide peuvent fournir des solutions de dissipation de chaleur stables pour garantir que l'équipement fonctionne avec une grande précision pendant une longue période et améliorer la sécurité des patients.

4. Automatisation industrielle et électronique de puissance

Les plaques de refroidissement liquide sont largement utilisées dans des dispositifs électroniques de haute puissance tels que les onduleurs industriels, les modules IGBT et les équipements de coupe laser, leur fournissant des solutions de gestion thermique efficaces et améliorant la durabilité et la stabilité de travail des équipements.

5. Aérospatiale et défense

Les systèmes électroniques aérospatiaux, les satellites, les radars et les ordinateurs militaires doivent fonctionner de manière stable dans des conditions de température extrêmes. La capacité efficace de dissipation de chaleur des plaques de refroidissement liquide en fait un choix idéal pour refroidir l'électronique aérospatiale, améliorant la fiabilité des équipements et l'efficacité opérationnelle.

Par rapport au refroidissement à l'air traditionnel, les plaques de refroidissement liquide sont supérieures en termes d'efficacité de dissipation de chaleur, de consommation d'énergie, de volume, de bruit et de coûts d'entretien, et sont particulièrement adaptées aux dispositifs électroniques à haute densité de puissance. Avec le développement d'industries telles que l'informatique haute performance, l'intelligence artificielle, les véhicules électriques et l'automatisation industrielle, la technologie de refroidissement liquide continuera d'être optimisée et deviendra une solution de gestion thermique courante à l'avenir.