Υγρόψυκτος δίσκος μικροκαναλιού με θερμικά διαλύματα θαλάμου ατμών

Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας των επικοινωνιών, η θερμική ισχύς των ηλεκτρονικών συσκευών αυξάνεται επίσης συνεχώς. Η κατανάλωση ενέργειας κάθε εξελισσόμενης γενιάς προϊόντων αυξάνεται κατά περίπου 30% έως 50%. Η συνεχής αύξηση της πυκνότητας ροής θερμότητας του τσιπ περιορίζει άμεσα τη διάχυση και την αξιοπιστία της θερμότητας του τσιπ. Ταυτόχρονα, λόγω της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και της ανεπαρκούς χωρητικότητας της υπάρχουσας αίθουσας υπολογιστών, η αίθουσα υπολογιστών αντιμετωπίζει σημαντική πίεση στην παροχή ρεύματος και στην απαγωγή θερμότητας. Η παραδοσιακή ψύξη αέρα είναι δύσκολο να διατηρηθεί λόγω του υψηλού θορύβου απαγωγής θερμότητας, της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και του μεγάλου αποτυπώματος.

Στο πλαίσιο αυτό, έχουν προκύψει υγρόψυκτα κέντρα δεδομένων με υγρόψυκτους διακομιστές και άλλος εξοπλισμός, τα οποία παρέχουν νέες λύσεις για την ψύξη και την απαγωγή θερμότητας των κέντρων δεδομένων. Στην ταχέως αναπτυσσόμενη τεχνολογία έμμεσης υγρής ψύξης, η πλάκα υγρής ψύξης είναι το βασικό συστατικό ενός μονοφασικού ή διφασικού συστήματος υγρής ψύξης. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα είναι προσαρτημένα στην επιφάνεια της πλάκας ψύξης υγρού και η θερμότητα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων μεταφέρεται στην πλάκα ψύξης υγρού μέσω αγωγιμότητας θερμότητας. Η υγρή πλάκα ψύξης και το υγρό εργασίας υφίστανται ισχυρή και αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας με μεταφορά.

Η θερμική απόδοση ενός τσιπ σχετίζεται με τη διάρκεια ζωής της συσκευής. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, το ποσοστό αστοχίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στον τομέα της επικοινωνίας σχετίζεται εκθετικά με τη θερμοκρασία, με το ποσοστό αστοχίας να διπλασιάζεται για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 βαθμούς Κελσίου. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή εξαναγκασμένη ψύξη αέρα, η τεχνολογία υγρής ψύξης έχει καλύτερη επίδραση απαγωγής θερμότητας και μικρότερη διαδρομή απαγωγής θερμότητας. Ως αναδυόμενη και αποτελεσματική μέθοδος απαγωγής θερμότητας, μπορεί να λύσει πιο αποτελεσματικά τα σημεία πόνου των χειριστών σχετικά με την εφαρμογή εξοπλισμού υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και υψηλής ροής θερμότητας σε δωμάτια υπολογιστών. Επιπλέον, με την αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας του εξοπλισμού και της πυκνότητας ροής θερμότητας, τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας υγρής ψύξης, όπως η ισχυρή ικανότητα απαγωγής θερμότητας, ο μειωμένος θόρυβος του δωματίου και η εξοικονόμηση πράσινης ενέργειας θα γίνουν πιο εμφανή.

Ένας νέος τύπος σύνθετης πλάκας ψύξης υγρού μικροκαναλιού σύνθετου θαλάμου ατμού. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές σανίδες κρύου, έχει πιο αποτελεσματική ικανότητα απαγωγής θερμότητας και είναι πιο κατάλληλο για την επίλυση προβλημάτων υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και υψηλής ροής θερμότητας. Η πλάκα ψύξης υγρού μπορεί να χωριστεί σε πλάκα ψύξης με φρεζαρισμένη αυλάκωση και πλάκα ψύξης μικροκαναλιού ανάλογα με το σχήμα του καναλιού ροής. Η ψυχρή πλάκα αλεσμένης αυλάκωσης σχηματίζεται με μηχανική κατεργασία και λόγω περιορισμών επεξεργασίας, η χωρητικότητα απαγωγής θερμότητας είναι περίπου 65 W/cm2. Η ψυχρή πλάκα μικροκαναλιού αναφέρεται συνήθως σε μια ψυχρή πλάκα με μέγεθος καναλιού 10-1000 μm, η οποία επεξεργάζεται κυρίως και σχηματίζεται μέσω μιας διαδικασίας απόξεσης πτερυγίων και έχει ικανότητα απαγωγής θερμότητας περίπου 80 W/cm2.

Στον τομέα της επικοινωνίας, με την ανάπτυξη της ψηφιοποίησης, η υπολογιστική ισχύς συνεχίζει να αυξάνεται και η πυκνότητα ροής θερμότητας των τσιπ συνεχίζει να αυξάνεται. Αναμένεται ότι η πυκνότητα ισχύος του τσιπ θα ξεπεράσει τα 100 W/cm2 εντός 3 ετών. Για υψηλή κατανάλωση ενέργειας και τσιπ υψηλής ροής θερμότητας, οι συμβατικές ψυχρές σανίδες μικροκαναλιού δεν είναι πλέον σε θέση να καλύψουν τις ανάγκες απαγωγής θερμότητας. Προκειμένου να ξεπεραστεί η συμφόρηση απαγωγής θερμότητας, οι πλάκες VC και μικροκαναλιού που ψύχονται με υγρό συνδυάζονται για να αξιοποιήσουν ολοκληρωμένα την ικανότητα ταχείας διάχυσης θερμότητας του VC και την ικανότητα μεταφοράς θερμότητας των υγρόψυκτων πλακών μικροκαναλιού, επιλύοντας το πρόβλημα απαγωγής θερμότητας των τσιπ υψηλής ροής θερμότητας.

Η αρχή λειτουργίας μιας σύνθετης πλάκας ψύξης υγρού μικροκαναλιού με πλάκα ομοιόμορφης θερμοκρασίας: Το τσιπ μεταφέρει θερμότητα στο υλικό διεπαφής και περαιτέρω στην επιφάνεια εξάτμισης του VC, χρησιμοποιώντας τα ομοιόμορφα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας του VC για την επίτευξη ταχείας διάχυσης ή μετανάστευσης θερμότητας. Στη συνέχεια, η μεταφορά θερμότητας μεταξύ του ρευστού εργασίας και της ψυχρής πλάκας αφαιρεί συνεχώς τη θερμότητα που παράγεται από το τσιπ, επιτυγχάνοντας ψύξη του τσιπ υψηλής ροής θερμότητας.