Плоче за хлађење течности су кључне компоненте у системима управљања топлотом и широко се користе у електроници, електричним возилима и индустријским апликацијама за одвођење топлоте даље од критичних компоненти. Следи свеобухватан водич са детаљима о производном процесу, типовима плоча за течно хлађење, инсталацији и другим факторима које треба узети у обзир при дизајнирању плоче за хлађење течном водом. Ово вам може помоћи да свеобухватније размислите о томе како да прилагодите плочу за течно хлађење да бисте побољшали термичке перформансе ваше електричне опреме.
Материјални захтеви
Избор правих материјала је први корак у дизајнирању ефикасне плоче за течно хлађење. Обично коришћени материјали укључују алуминијум и бакар, који се широко користе због својих одличних својстава топлотне проводљивости и обрадивости. Алуминијум је лагана и релативно јефтина опција која је погодна за већину примена; док бакар, иако скупљи, пружа бољу топлотну проводљивост и идеалан је за апликације које захтевају већу топлотну ефикасност.
Алуминијум се широко користи у системима за течно хлађење због одличне равнотеже између топлотне проводљивости, тежине и цене. Посебно је популаран у апликацијама где су тежина и буџет кључни фактори, као што су потрошачка електроника или аутомобилски системи. Поред тога, проводљивост алуминијума је 237 В/(м·К), што такође може задовољити потребе већине опреме.
У смислу масе, густина бакра је 2,7 г/цм³ (једна трећина густине гвожђа и бакра), а густина алуминијума. Мала тежина чини да се алуминијум више користи у аутомобилским материјалима као што су плоче за хлађење водом, аутомобилске завршне плоче итд.
Хемијски, алуминијум има добру отпорност на корозију, посебно када се на његовој површини формира густи оксидни филм, који може ефикасно заштитити унутрашњи метал од даље корозије.
Врсте различитих алуминијумских профила
Различите врсте алуминијума се углавном огледају у њиховом саставу, механичким својствима и карактеристикама обраде. Ове разлике чине одређене врсте алуминијума погоднијим за специфичне сценарије примене. У дизајну водено хлађених плоча за нова енергетска возила, кључно је одабрати одговарајући алуминијумски модел како би се осигурала ефикасност и поузданост расхладног система.
-Т1 (чисти алуминијум):
као што су 1050, 1060, итд., који садрже више од 99% алуминијума, са добром електричном и топлотном проводљивошћу, али ниске чврстоће.
-Т2 (легура алуминијум-бакар):
као што је 2024, са бакром као главним елементом легуре, који има већу чврстоћу, али лошу отпорност на корозију.
-Т3 (легура алуминијум-манган):
као што је 3003, додавање елемента мангана побољшава његову отпорност на корозију и снагу, и има добре перформансе обраде.
-Т5 (легура алуминијум-магнезијум):
као што је 5052, додавање магнезијума значајно побољшава његову отпорност на корозију и чврстоћу, посебно погодно за апликације које захтевају добру отпорност на корозију морске воде.
-Т6 (легура алуминијума магнезијума и силицијума):
као што је 6061, који обезбеђује добра механичка својства, отпорност на корозију и заварљивост, и једна је од најчешће коришћених структурних легура алуминијума.
Пример: Алуминијум који се користи у ЕВ возилима
У примени водено хлађених плоча у новим енергетским возилима, најчешће коришћени алуминијумски модели су алуминијум 6061 у Т6 и алуминијум 5052 у Т5. Ове две легуре алуминијума се широко користе у производњи течних хладних плоча због својих одличних свеобухватних својстава. Ево главних разлога за коришћење оба у производњи прилагођених хладних плоча
-6061 легура алуминијума:
Има добре механичке особине и заварљивост, као и одличну отпорност на корозију. Нарочито након термичке обраде, његова граница течења (18,000 пси) може да испуни захтеве структуралне чврстоће посебно дизајнираних електричних возила. Поред тога, легура алуминијума 60601 такође има добра својства обраде и погодна је за пројектовање и производњу хладних плоча сложених облика. Међутим, толеранција према топлотном оптерећењу није тако добра као Т6 6061.
-5052 легура алуминијума:
Има бољу отпорност на корозију, посебно на морску воду и атмосферску корозију, што чини 5052 бољим перформансама у апликацијама са захтевнијим еколошким захтевима. Његова механичка својства и својства обраде су такође веома погодна за захтеве различитих примена приказаних у наставку.
Врсте дизајна хладних плоча
Каикин Алуминиумможе произвести хладне плоче по вашем захтеву. Ево неколико примера да одлучите који тип прилагођеног дизајна хладне плоче је погодан за ваш посао:
Течна хладна плоча за заваривање фрикционим мешањем (ФСВ)
Течна хладна плоча за заваривање трењем са мешањем (ФСВ) је напредни процес дизајна хлађења који користи процес заваривања мешањем трењем за спајање материјала без њиховог топљења, као што је легура алуминијума. Ова техника укључује употребу алата који се не троши (ЦНЦ обрада) за стварање топлоте трења и пластичне деформације на месту заваривања, што доводи до висококвалитетног, чврстог споја између делова који се заварују. Процес је посебно ефикасан за стварање течних хладних плоча, које су суштинске компоненте у системима за хлађење за различите примене као што су електроника велике снаге, ЕВ возила и системи обновљиве енергије.
Предност ФСВ хладне плоче
-Супериорне термичке перформансе:ФСВ обезбеђује уједначену и јаку везу преко споја, што побољшава топлотну проводљивост и ефикасност хладне плоче. Ово је кључно за апликације које захтевају ефикасно одвођење топлоте.
- Спојеви отпорни на цурење:Природа ФСВ процеса у чврстом стању резултира спојевима отпорним на цурење, што га чини идеалним избором за системе течног хлађења где је интегритет цурења најважнији.
- Висока чврстоћа и издржљивост:Процес заваривања не уноси дефекте као што су порозност или пуцање који су уобичајени у традиционалним техникама заваривања, што доводи до трајније и поузданије хладне плоче.
- Комплексне геометрије:Процес омогућава заваривање сложених облика и дизајна, омогућавајући стварање ефикасних канала за хлађење унутар хладне плоче ради оптимизације преноса топлоте, што значи да можете прилагодити унутрашње канале како желите коришћењем ЦНЦ обраде високе прецизности и без постављања било каквог бакарна топлотна цев унутар измењивача топлоте.
Прилагођени хладњак са бакарном цеви
Уопштено говорећи, течне хладне плоче са бакарним цевима су најчешће у термо индустрији. Међутим, наши термални стручњаци у Каикин Алуминиум-у су комбиновали технологију хладњака и хладне плоче у ахладњак од бакарне цеви. Ефикасно преноси топлоту са извора топлоте на друге делове измењивача топлоте, а затим преноси топлоту било ваздушним хлађењем или технологијом хладне плоче. Овај дизајн значајно побољшава ефикасност дисипације топлоте јер има велики хладњак и потпомогнут је плочом за течно хлађење, што га чини веома погодним за хлађење рачунара велике снаге и ћелија ЕВ батерија.
Вакуумска течна хладна плоча
ТхеВакуумска плоча за хлађење течностије решење за управљање топлотом, које се састоји од вакуумске течне расхладне плоче направљене лемљењем основне плоче и поклопца заједно. У овом иновативном дизајну, течности за хлађење теку унутар канала или цеви уграђених у хладну плочу, док се околна област евакуише да би се створио вакуум.
Ово вакуумско окружење значајно смањује топлотни отпор између хладне плоче и расхладног флуида, омогућавајући ефикасније преношење топлоте са извора топлоте на расхладну течност. Поред тога, вакуумско окружење значајно смањује топлотни отпор између подлога, омогућавајући ефикасније преношење топлоте са извора топлоте на расхладни флуид.
Течна хладна плоча са уграђеном бакарном цеви
Течна хладна плоча са уграђеном бакарном цеви је једна од најчешћих технологија за хлађење течности. Остварује пренос топлоте помоћу цеви за хлађење течности унутар расхладне плоче. У дизајну високе ефикасности, бакарне цеви су уграђене у ову расхладну плочу, која је обично направљена од алуминијума или других топлотно проводљивих материјала. Бакарна цев делује као канал за расхладну течност, преносећи ефективну топлоту са електронских компоненти за хлађење велике снаге или других извора топлоте на течност унутар цеви.
Технологија производње-Дееп Буриед Пипе Тецхнологи
Технологија Буриед Тубе је напредна метода производње плоча за хлађење течности обрадом дубоких канала унутар материјала плоче за хлађење, а затим уградњом бакарних или других врста металних цеви у ове канале. Ове цеви су закопане дубоко унутар плоче за хлађење и обезбеђују пут расхладној течности да пренесе топлоту од електронских компоненти. Због високе топлотне проводљивости бакра и одређених метала, ове цеви могу ефикасно пренети топлоту од извора топлоте до расхладне течности, омогућавајући ефикасно расипање топлоте.
-Технологија плитких закопаних цеви
Технологија плитко укопаних цеви је по концепту слична решењу дубоко укопаних хладних плоча, али је дубина обраде канала мања од оне дубоко укопане (приближно 5-10 мм) узимајући у обзир различите захтеве. Ова техника укључује машинску обраду плитких канала унутар расхладне плоче и уградњу цеви унутар њих.
Технологија хлађења са променом фазе
Промена фазе (парна комора) хладна плочаје ефикасан метод управљања топлотом који користи латентну топлоту расхладне течности током процеса прелаза стања да апсорбује и преноси топлоту. Током овог процеса, расхладна течност прелази из течног у гасовито стање, апсорбујући велику количину топлоте, чиме се постиже ефикасно хлађење електронске опреме или других извора топлоте. Ова технологија је посебно корисна у апликацијама које захтевају руковање високим топлотним оптерећењима или ефикасно хлађење у компактним просторима.
Технологија наслаганих слојева
укључује слагање више танких плоча и њихово заваривање заједно, при чему је свака плоча дизајнирана да има канале за хлађење, формирајући тако сложену тродимензионалну мрежу за хлађење. Овај дизајн омогућава расхладној течности да тече у више смерова, повећавајући ефикасност одвођења топлоте. Приликом производње плоча за течно хлађење, кључно је спојити различите плоче заједно помоћу заваривања (као што је ласерско заваривање или лемљење) или специјалног топлотно проводног лепка за одржавање система течног хлађења.
Овај процес у великој мери користи дистрибутивни простор топлотних цеви, а карактеристике између различитих материјала могу постићи јаче топлотне перформансе. Пре дизајнирања дизајна течних хладних плоча, молимконтактирајте Каикин Алуминиум инжењерео прилагођеном хладном тањиру вашег пословања и идеја.
Инсталација система за течно хлађење
Оријентација монтаже директно утиче на услове рада течних хладних плоча. Различити правци уградње ће утицати на брзину протока течности и ефикасност преноса топлоте расхладне течности. Зато је важно одабрати исправан правац уградње када постављате хладне плоче.
-Вертикална инсталација:
Користи гравитацију да би помогао природном протоку расхладне течности, смањујући енергију потребну за пумпање расхладне течности. Ово подешавање помаже у постизању равномерније расподеле расхладне течности, посебно у вишим деловима расхладне плоче, помажући да се избегну вруће тачке. Ова врста инсталације је такође посебно погодна за апликације где је висина ограничена, али ширина или дубина довољна, као што су рачунарски системи високих перформанси или велика индустријска опрема.
-Хоризонтална инсталација:
Хоризонтална инсталација омогућава да се плоча за течно хлађење постави изнад или испод извора топлоте, олакшавајући директнији пренос топлоте. Ова метода је погодна за апликације где је вертикални простор ограничен, као нпртечне хладне плоче за ЕВ батеријеили системи за хлађење процесора.
-Друге оријентације инсталације:
У неким специјалним применама, коса инсталација или друга прилагођена инсталација може се користити на основу специфичног распореда простора и захтева за управљање топлотом. Ова флексибилна инсталација помаже Каикин инжењерима да максимално искористе расположиви простор уз оптимизацију хлађења. Можете контактирати нашег инжењера да бисте добили значајније искуство са инсталацијом хладне плоче.
Дизајн тркача плоча за течно хлађење
Руннер Лаиоут
За равномерно хлађење, канали протока треба да буду равномерно распоређени испод или око извора топлоте како би се осигурало да се свако подручје ефикасно хлади и директно усмерено на извор топлоте. Поред тога, распоред треба да буде директно усклађен са локацијом извора топлоте, посебно за подручја са великом густином снаге, што може побољшати ефикасност преноса топлоте.
Руннер Сизе
Ширина и дубина канала за проток треба да се пројектују на основу захтева за хлађењем и брзине протока. прешироки или дубоки канали протока могу смањити отпор течности, али такође могу утицати на структурну чврстоћу алуминијумског профила. Можетекористите ЦФД симулацију да одлучите које је решење најбоље за вашу хладну плочу, а наши термални стручњаци са задовољством поделе нека искуства са вама.
Дистрибуција извора топлоте
Локација извора топлоте директно одређује распоред проточних канала у плочи за хлађење течности. Да би се постигао ефикасан пренос топлоте, пут протока мора бити пројектован тако да расхладно средство води директно до извора топлоте. На пример, ако се извор топлоте налази у центру ЕВ батерија, дизајн канала протока треба да буде концентрисан у централном делу како би се осигурало да расхладна течност.
С друге стране, ако су извори топлоте распоређени на ивицама, канал протока треба да се прошири до ивица батеријског пакета.
Структурно избегавање
Када дизајнирате плочу за хлађење течности, обезбедите да распоред проточних канала одржава одговарајућу удаљеност од рупа за причвршћивање или монтажу на хладној плочи. Овај дизајн је да избегне оштећење канала за проток током процеса производње.
Специфични захтеви за сигурносно растојање могу варирати у зависности од материјала и начина обраде хладне плоче. Можете се позвати на смјернице за минималну сигурносну удаљеност које препоручује произвођач хладне плоче или започети ЦФД анализу. Обично ово растојање треба да буде најмање једнако дебљини материјала хладне плоче.
Смањите унутрашњи отпор
- Дизајн канала са паралелним протоком
Дизајн канала паралелног протока укључује уређење више канала на истој равни, омогућавајући расхладној течности да тече кроз ове канале истовремено. Овај дизајн помаже да се распрши проток течности, смањујући брзину протока у сваком каналу, и на тај начин смањујући отпор протока. Канали паралелног протока такође могу побољшати редундантност система; чак и ако је један канал блокиран или цури, други канали и даље могу одржати ефикасност хлађења. Приликом пројектовања паралелних канала протока, неопходно је обезбедити да расподела протока у сваком каналу буде уједначена како би се спречио прекомерни проток у неким каналима који би могао довести до цурења или оштећења.
- Дизајн канала серијског протока
Дизајн канала серијског протока укључује повезивање више канала у низу, омогућавајући расхладној течности да тече кроз сваки канал заузврат. Овај дизајн може да продужи пут протока течности унутар хладне плоче, чиме се повећава време контакта са извором топлоте и побољшава ефикасност размене топлоте. Међутим, дизајн канала са серијским протоком може повећати укупни отпор протока, тако да је неопходно пажљиво оптимизовати величину и облик сваког канала, као и њихове везе, како би се минимизирао отпор протока.
Површинска обрада
Површински третмани играју кључну улогу у дизајнирању плоча за течно хлађење. Каикин Алуминиум вам може пружити различите површинске третмане, укључујући анодизацију, галванизацију, премазивање прахом, пасивирање итд.
Анодизирање
Анодизација се углавном користи за алуминијумске расхладне плоче. Укључује електрохемијско претварање металне површине у јак анодизирани филм отпоран на корозију. Овај оксидни филм се не наноси на површину као што је боја или оплата, већ је у потпуности интегрисан са алуминијумском подлогом која лежи испод, тако да се неће љуштити или љуштити. Анодизована површина побољшава дисипацију топлоте, отпорна је на корозију и пружа бољу површину за термичке материјале интерфејса (ТИМ).
Галванизација
Галванизација укључује употребу електричне струје за премазивање танког слоја метала, попут никла или бакра, на хладној плочи. Ова метода повећава отпорност плоче на корозију, електричну проводљивост и отпорност на хабање. Галванизована површина такође побољшава изглед хладне плоче.
Прахом
Премазивање прахом је процес суве завршне обраде у коме се прашкасти материјал распршује на површину, а затим очвршћава под топлотом да би се формирала кожа. Користи се због својих естетских квалитета и пружа издржљиву завршну обраду отпорну на корозију. Прашкасти премаз је доступан у различитим бојама и текстурама, што омогућава прилагођавање на основу естетских потреба
Пасивација
Пасивација је процес хемијске обраде хладних плоча од нерђајућег челика који уклања гвожђе са површине и побољшава природни слој хром-оксида отпорног на корозију. Овај процес је критичан за спречавање корозије и обезбеђивање дуготрајне употребе хладне плоче у тешким окружењима.
Ако желите да сазнате више информација о прилагођеним хладним плочама или површинским третманима, посетите нашу листа производаиликонтактирајте Каикин Алуминиумданас и поновићемо вас у року од 24 сата!