Cuộn lên trên

Thiết kế tấm lạnh để quản lý nhiệt

Ghi chú về tấm lạnh tùy chỉnh！

Ưu điểm của phương pháp làm mát bằng chất lỏng là hiệu quả làm mát cao và công nghệ này được chia thành hai loại, tiếp xúc và không tiếp xúc, tùy thuộc vào việc có tiếp xúc trực tiếp với thiết bị sinh nhiệt hay không. Các giải pháp làm mát bằng chất lỏng tiếp xúc bao gồm làm mát bằng chất lỏng ngâm và phun, trong khi các giải pháp làm mát bằng chất lỏng không tiếp xúc thường là làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh.

Trong ba loại làm mát bằng chất lỏng, công nghệ làm mát bằng chất lỏng tấm làm mát bằng chất lỏng là loại làm mát bằng chất lỏng sớm nhất và phổ biến nhất, do đó có khả năng hoạt động và trưởng thành trên thị trường cao nhất.

Mô hình làm mát bằng chất lỏng tấm lạnh chủ yếu được sử dụng để truyền nhiệt gián tiếp từ các bộ phận sang chất lỏng làm mát có trong ống tuần hoàn thông qua tấm lạnh (một khoang kín được tạo thành từ các kim loại dẫn nhiệt cao như đồng và nhôm), sau đó sử dụng chất lỏng làm mát để mang nhiệt đi và các đặc tính truyền của nó thông qua chất lỏng làm việc để truyền nhiệt trung gian đến đầu sau để làm mát.

Thiết Kế Tấm Lạnh Để Quản Lý Nhiệt -Trumonytechs

Có bốn lợi thế về mặt ứng dụng

  1. Khả năng tương thích vật liệu tốt.
  2. Yêu cầu thấp hơn đối với các thiết bị tạo nhiệt và cài đặt đơn giản hơn.
  3.  Chi phí thấp hơn, phát triển ứng dụng nhanh, không cần các thiết bị làm mát bằng nước đắt tiền.
  4.  Mật độ cao, hiệu quả cao và độ tin cậy cao.

Các loại tấm lạnh phổ biến

2.1. Hồ sơ + Hàn ma sát khuấy

Loại tấm lạnh này sử dụng quy trình ép đùn để định hình trực tiếp các thanh chạy của tấm lạnh, sử dụng công nghệ gia công để mở ra sự lưu thông và cuối cùng sử dụng quy trình hàn ma sát khuấy để làm kín các thanh chạy và bộ thu.

Hồ sơ + Thiết kế hàn ma sát khuấy-tấm lạnh để quản lý nhiệt

Ưu điểm

  1. Độ tin cậy tốt
  2. Khả năng chịu lực tốt
  3. Độ phẳng bề mặt tốt
  4. Hiệu ứng truyền nhiệt tốt
  5. Hiệu quả sản xuất cao

Điểm yếus

  1. Xử lý phức tạp hơn, chi phí cao
  2. Dày hơn và nặng hơn
  3. Chiếm không gian cao
  4. Mật độ tản nhiệt thấp, bề mặt không thích hợp thiết kế quá nhiều lỗ vít

2.2. Tấm làm mát bằng chất lỏng ống Harmonica

Nguyên lý của quá trình này là đùn nhôm để tạo ra các thanh chạy và sau đó hàn chúng lại với nhau bằng hai đầu thu nhiệt.

Thiết kế tấm lạnh để quản lý nhiệt

Ưu điểm

  1. Chi phí thấp và trọng lượng nhẹ
  2. Cấu trúc đơn giản và hiệu quả sản xuất cao

Điểm yếus

  1. Người chạy đơn, diện tích tiếp xúc nhỏ
  2. Thành mỏng, hiệu suất trao đổi nhiệt trung bình, chịu tải kém

2.3.Tấm làm mát bằng chất lỏng thổi lên

Tấm làm mát bằng chất lỏng thổi là tấm làm mát bằng chất lỏng quan trọng nhất hiện nay, tấm xử lý in ra thành phần than chì của đường ống, bằng cách cán nóng hai tấm kết hợp, thổi khí để thổi đường ống.

Thổi tấm làm mát bằng chất lỏng-Cold Plate Design

Ưu điểm

  1. Chi phí thấp và hiệu quả sản xuất cao
  2. Hiệu suất truyền nhiệt cao và tốc độ làm mát nhanh
  3. Vị trí mỏng nhất có thể đạt được 0.5mm, trọng lượng nhẹ

Điểm yếus

  1. Vật liệu mềm, thiếu sót về khả năng chịu áp lực và sức mạnh
  2. Hiệu suất thấp, dễ bị rò rỉ

2.4. Tấm làm mát chất lỏng đóng dấu

Nguyên lý của quá trình này là dựa vào máy ép và khuôn dập để dập nhôm nhằm tạo biến dạng dẻo và tạo thành các rãnh chảy, với phần vỏ trên và dưới được hàn lại với nhau bằng phương pháp hàn.

Tấm làm mát bằng chất lỏng được đóng dấu-Cold Plate Design

Ưu điểm

  1. Người chạy có thể có bất kỳ thiết kế nào
  2. Diện tích tiếp xúc lớn, hiệu quả trao đổi nhiệt tốt
  3. Hiệu quả sản xuất cao
  4. Áp suất cao và khả năng chịu lực

Điểm yếus

  1. Cần mở khuôn, chi phí cao
  2. Yêu cầu san lấp mặt bằng cao, khó cài đặt

2.5.Tấm làm mát bằng chất lỏng dạng tấm và vây

Nguyên lý của tấm làm mát bằng chất lỏng này là lấp đầy các tấm dẫn nhiệt trên và dưới bằng các cánh tản nhiệt có răng cưa, sau đó được hàn kín bằng công nghệ hàn chân không mà không cần hàn nóng chảy.

Ưu điểm

  1. Độ sạch bề mặt cao, tính lưu động tốt và khả năng chống ăn mòn
  2. Hiệu suất truyền nhiệt, tính đồng nhất tốt hơn của đường dẫn dòng chảy

Điểm yếus

  1. Giá cao
  2. Yêu cầu độ phẳng cao, khó lắp đặt

Hệ số nhiệt thiết kế tấm làm mát

Các bước thiết kế và các yếu tố cần xem xét đối với tấm làm mát bằng chất lỏng tương tự như đối với các bộ tản nhiệt trong thiết bị tản nhiệt tự nhiên hoặc làm mát bằng không khí. Môi trường chất lỏng mà tấm lạnh tiếp xúc là chất lỏng; để làm mát bằng không khí hoặc tản nhiệt tự nhiên, môi trường chất lỏng là khí.

Các yếu tố cơ bản được xem xét khi thiết kế bộ tản nhiệt tấm lạnh là:

  1. tăng diện tích tiếp xúc giữa chất rắn và chất lỏng trong một thể tích không gian nhất định do đó tăng cường truyền nhiệt.
  2. tiếp xúc với nguồn sinh nhiệt thông qua vật liệu giao diện dẫn nhiệt.
  3. mặt tiếp xúc của chất lỏng với chất rắn.
  4. Nhiệt truyền từ nguồn sinh nhiệt đến tấm lạnh rồi đến môi chất lỏng chảy trong tấm lạnh và được đưa ra khỏi hệ thống.

Thông số kỹ thuật nhiệt tấm lạnh

Các yếu tố của nguồn tạo nhiệt có vai trò chính trong việc xác định chi phí và độ phức tạp của thiết kế tấm lạnh. Các yếu tố tản nhiệt có thể được chia thành bốn loại biến số: dòng nhiệt đồng đều, tốc độ dòng chảy cố định, giảm áp suất tối đa và nhiệt độ bề mặt tối đa. Các biến cũng được điều chỉnh theo tình hình thực tế của khách hàng và có thể được chia thành bốn kịch bản ứng dụng chính.

  • Kịch bản 1: thông lượng nhiệt đầu vào đồng đều, tốc độ dòng chảy cố định, giảm áp suất tối đa được chỉ định giới hạn ở tốc độ dòng chảy cố định và nhiệt độ bề mặt tối đa được chỉ định khi không yêu cầu nhiệt độ bề mặt đồng đều
  • Kịch bản 2: Dòng nhiệt đầu vào đồng nhất, tốc độ dòng chảy cố định, giảm áp suất tối đa được chỉ định giới hạn ở tốc độ dòng chảy cố định và nhiệt độ bề mặt tối đa được chỉ định khi không yêu cầu nhiệt độ bề mặt đồng đều, với tải nhiệt thay đổi không đồng đều, thường tập trung ở nhiều vị trí bên dưới thành phần hoặc dưới một khu vực cụ thể.
  • Tình huống 3: Dòng nhiệt đầu vào đồng nhất, tốc độ dòng chảy cố định, mức giảm áp suất tối đa được chỉ định giới hạn ở tốc độ dòng chảy cố định và sự thay đổi nhiệt độ không đồng đều ở bề mặt của tấm lạnh, tất cả đều có nhiệt độ khác nhau trên toàn bộ thành phần.
  • Tình huống 4: Tương tự như tình huống 1, 2 và 3 nhưng nhiệt độ bề mặt lớn nhất phải đồng đều trên toàn bộ tấm lạnh hoặc dưới một linh kiện cụ thể.

Dựa trên kinh nghiệm của Trumonytechs trong việc thiết kế các tấm lạnh, kịch bản hai và ba là các kịch bản phổ biến gặp phải với các tấm làm mát cố định, nhưng trong trường hợp kịch bản một và bốn, độ phức tạp và chi phí thiết kế tăng lên.
Khi thiết kế bảng điều khiển làm mát cố định do khách hàng chỉ định, các bước mà các chuyên gia nhiệt của Trumonytechs thực hiện là xác định bản đồ nhiệt, tạo khái niệm mạch chất lỏng, tính toán mức tăng nhiệt độ và giảm áp suất cũng như thay đổi lộ trình mạch chất lỏng nếu cần.

Chúng tôi tạo mẫu thiết kế dựa trên các thông số do khách hàng nhập và thiết kế tấm lạnh với quy trình đáng tin cậy nhất. Sau khi thiết kế xong, tấm lạnh được mô phỏng và thử nghiệm (giảm áp suất tấm lạnh, nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra, chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra của tấm lạnh, chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa bề mặt của tấm lạnh và nhiệt độ tối đa chênh lệch nhiệt độ của bộ pin) để xem tính khả thi của thiết kế trước khi tiến hành bước tiếp theo là sản xuất hàng loạt.

thiết kế tấm làm mát bằng chất lỏng

Quy trình từng bước thiết kế của chúng tôi:

1. Đầu tiên hình thành khái niệm mạch chất lỏng sau đó tính nhiệt độ và độ giảm áp suất

2. Xác định vật liệu tấm lạnh

1) Chi phí, tính sẵn có, khả năng xử lý và các yếu tố thiết kế chung khác
2. Độ dẫn nhiệt, tương thích hóa học với chất lỏng, mật độ vật chất, điểm đóng băng và điểm sôi

3. Thiết kế đường dẫn dòng chảy

Hướng của chất lỏng trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hướng truyền nhiệt và hiệu suất truyền, các kỹ sư của chúng tôi xem xét các yếu tố như:

  1. Phân phối nguồn nhiệt: chất lỏng càng gần nguồn nhiệt càng tốt để giảm khả năng chịu nhiệt khuếch tán
  2. Tránh kết cấu: đường dẫn dòng chảy phải ở khoảng cách an toàn so với các lỗ cố định trên tấm lạnh
  3. Bố cục thống nhất: chất lỏng phải quét đều trên tấm lạnh để sử dụng hiệu quả diện tích tản nhiệt
  4. Kiểm soát tốc độ dòng chảy: tốc độ dòng chảy càng lớn thì hệ số truyền nhiệt đối lưu càng cao
  5. Giảm lực cản dòng chảy: thiết kế các kênh dòng chảy song song và nối tiếp để giảm lực cản dòng chảy và giảm nguy cơ rò rỉ
  6. Tính khả thi và khả năng xử lý

Làm thế nào để giảm độ phức tạp và chi phí sản xuất

Việc tạo ra một tấm làm mát bằng chất lỏng trải qua một loạt quy trình trước khi trở thành sản phẩm tiêu chuẩn trong sản xuất. Bước đầu tiên là thảo luận về các bản vẽ lý thuyết (để sản xuất các tấm làm mát bằng chất lỏng trong trường hợp tùy chỉnh), Tronytechs sẽ đáp ứng nhu cầu của họ trong vòng 24 giờ và tổ chức hội thảo kỹ thuật để rút ngắn chu kỳ phát triển và thúc đẩy dự án tiến lên; nếu không có bản vẽ làm mát bằng chất lỏng, chúng tôi sẽ sắp xếp kỹ sư kỹ thuật phù hợp để đáp ứng nhu cầu làm mát bằng chất lỏng của bạn. bộ vi xử lý.

“Khi đối mặt với các yêu cầu làm mát bằng chất lỏng phức tạp, nhóm Trumonytechs sẽ tính đến một số yếu tố, bên cạnh công suất tản nhiệt theo yêu cầu của chính sản phẩm (cực cao/cực thấp), môi trường hoạt động (những thay đổi nhanh chóng về nhiệt độ cao và thấp), các thông số nhiệt của lõi và các nguy cơ tiềm ẩn về an toàn, v.v. Trumonytechs sẽ tập trung vào việc giảm độ phức tạp của tấm làm mát, từ việc thảo luận về kích thước thiết kế, lựa chọn kiểu dáng tấm làm mát bằng chất lỏng (tấm, vây, ống vi kênh, v.v.), điều chỉnh bố trí đường chạy và tối ưu hóa mạch, phân bổ diện tích tản nhiệt, xác định quy trình sản xuất (CNC, FSW, CMT, FDS, MIG, TIG, v.v.), phụ tùng thay thế Toàn bộ phạm vi linh kiện (vỏ làm mát bằng chất lỏng, thảm silicon dẫn nhiệt, đầu nối phích cắm nhanh, đường ống, đầu nối xuyên hộp, bộ làm mát pin, v.v. .) được hỗ trợ bởi Yangchi Technology.

Facebook
Twitter
LinkedIn
Bài viết liên quan