Solutions de refroidissement liquide pour appareils électroniques

Avec l'augmentation continue de la consommation d'énergie des dispositifs électroniques, le refroidissement à l'air traditionnel est progressivement devenu difficile de répondre aux exigences de dissipation de chaleur des scénarios d'applications tels que les calculs haute performance, les centres de données, les véhicules électriques et les stations de base 5G. La technologie de refroidissement liquide est devenue un moyen important de résoudre le problème de dissipation de chaleur des dispositifs électroniques en raison de ses caractéristiques de conduction thermique efficace. Cet article explorera les principes de base de la technologie de refroidissement liquide et son application dans des domaines tels que les centres de données, les véhicules électriques et les stations de base 5G.

La technologie de refroidissement liquide utilise du liquide de refroidissement (comme l'eau désionisée, l'huile de refroidissement ou le liquide fluoré) comme moyen de transfert de chaleur pour éliminer rapidement la chaleur générée par l'équipement grâce à la haute capacité thermique et à la haute conductivité thermique du liquide. Le système de refroidissement liquide comprend généralement une pompe de circulation de liquide de refroidissement, un échangeur de chaleur, un tuyau de liquide de refroidissement et un composant de dissipation de chaleur, qui peut réaliser un contrôle de température efficace et stable.

Par rapport au refroidissement par air, le refroidissement liquide présente les avantages suivants:

Efficacité de refroidissement plus élevée: La conductivité thermique du liquide dépasse de loin celle de l'air, ce qui peut réduire plus efficacement la température de fonctionnement des équipements électroniques.

Consommation d'énergie réduite: le refroidissement liquide peut réduire la demande de ventilateurs, réduire la consommation d'énergie du système de refroidissement à l'air et améliorer le rapport d'efficacité énergétique (PUE).

Meilleure utilisation de l'espace: Sans besoin de conception de conduits d'air à grande échelle, le système de refroidissement liquide peut organiser l'équipement de manière plus compacte et améliorer l'utilisation de l'espace des armoires ou des salles d'ordinateurs.

Réduire le bruit: Réduire le besoin de fonctionnement du ventilateur, rendant l'équipement électronique plus silencieux.

Application du refroidissement liquide dans les centres de données

1. Refroidissement liquide au niveau du rack

La chaleur générée par les serveurs du centre de données est extrêmement élevée et les méthodes traditionnelles de refroidissement à l'air ne peuvent pas dissiper la chaleur efficacement. La technologie de refroidissement liquide au niveau du rack permet la dissipation de chaleur au niveau de la puce du serveur par le biais de plaques de refroidissement liquide, de refroidissement par microcanal et de refroidissement par immersion directe. Le PUE des centres de données refroidis par liquide peut généralement être réduit à moins de 1,1, ce qui améliore considérablement l'efficacité énergétique.

2. Refroidissement liquide par immersion directe

La technologie de refroidissement liquide par immersion plonge directement les serveurs ou les modules de calcul dans le liquide de refroidissement isolant, et le liquide de refroidissement élimine la chaleur par convection naturelle ou circulation forcée. Cette méthode peut réduire l'espace occupé par le système de refroidissement à air et prolonger la durée de vie de l'équipement. Il est largement utilisé dans le calcul haute performance (HPC) et les centres de supercalcul.

3. Avantages d ' économie d ' énergie des centres de données

La technologie de refroidissement liquide réduit non seulement la consommation d'énergie de dissipation de chaleur, mais réduit également la charge de climatisation, ce qui réduit considérablement les émissions de carbone des centres de données. Dans le même temps, le système de récupération de chaleur résiduelle peut transférer la chaleur à d'autres utilisations, telles que le chauffage des bâtiments, pour améliorer l'efficacité de la réutilisation énergétique.

Application du refroidissement liquide dans les véhicules électriques

1. Système de refroidissement liquide de batterie

La batterie est le composant principal des véhicules électriques et son contrôle de température affecte directement l'endurance et la durée de vie. Le système de batterie refroidi par liquide utilise du liquide de refroidissement pour circuler entre les modules de batterie afin d'assurer l'équilibre de température des cellules de batterie et d'éviter que la surchauffe provoque une dégradation des performances.

2. Refroidissement liquide des moteurs et des systèmes de commande

Les composants de base tels que les moteurs et les onduleurs des véhicules électriques génèrent beaucoup de chaleur lorsqu'ils fonctionnent à hautes vitesses. Le système de refroidissement liquide réduit efficacement la température du moteur et améliore la stabilité et l'efficacité du système d'entraînement électrique grâce à la combinaison de liquide de refroidissement et de radiateur.

3. Avantages de sécurité du refroidissement liquide

Par rapport au refroidissement par air, le refroidissement liquide peut réduire le risque de fuite thermique causée par la surchauffage de la batterie et améliorer la sécurité globale des véhicules électriques. En outre, la solution de refroidissement liquide peut s’adapter à un éventail plus large de conditions climatiques pour garantir que la batterie peut toujours fonctionner efficacement dans des environnements extrêmes.

Application du refroidissement liquide dans les stations de base 5G

1. Défi de la consommation d’énergie des stations de base 5G

En raison de l'application de la technologie MIMO à haute fréquence et à grande échelle, la consommation d'énergie des stations de base 5G est beaucoup plus élevée que celle des stations de base 4G, ce qui entraîne une augmentation rapide de la température interne des équipements de station de base. Les systèmes traditionnels de refroidissement à l’air sont difficiles à répondre aux besoins d’un fonctionnement stable à long terme des équipements 5G.

2. solution de refroidissement liquide au niveau du cabinet

La technologie de refroidissement liquide peut être utilisée dans les armoires de station de base. Les plaques de refroidissement liquide ou les tuyaux de refroidissement sont utilisés pour contacter directement les puces de noyau et l'équipement d'amplificateur de puissance pour améliorer efficacement l'efficacité de dissipation de chaleur, de sorte que les stations de base puissent continuer à fonctionner de manière stable dans des environnements à haute température.

3. Optimisation de la consommation énergétique de la station de base

La consommation d’énergie de fonctionnement des stations de base 5G est relativement élevée. L'utilisation de la technologie de refroidissement liquide peut réduire considérablement la demande d'utilisation de climatiseurs de station de base, réduire la consommation globale d'énergie et améliorer l'efficacité énergétique de la station de base.

La technologie de refroidissement liquide, avec ses excellentes capacités de dissipation de chaleur, a montré un grand potentiel de développement dans des domaines d’applications à haute puissance tels que les centres de données, les véhicules électriques et les stations de base 5G. Avec le progrès continu de la science et de la technologie, la technologie de refroidissement liquide jouera un rôle plus important à l'avenir, aidant les équipements électroniques à se développer dans une direction plus efficace et respectueuse de l'environnement.