Микроканальная пластина с жидкостным охлаждением и тепловыми решениями с паровой камерой
С быстрым развитием технологий связи тепловая мощность электронных устройств также постоянно увеличивается. Энергопотребление каждого нового поколения продуктов увеличивается примерно на 30–50%. Постоянное увеличение плотности теплового потока чипа напрямую ограничивает рассеивание тепла чипом и его надежность. В то же время из-за высокого энергопотребления и недостаточной мощности существующего компьютерного зала компьютерный зал испытывает значительную нагрузку на электропитание и рассеивание тепла. Традиционное воздушное охлаждение трудно поддерживать из-за высокого уровня тепловыделения, высокого энергопотребления и большой занимаемой площади.
В этом контексте появились центры обработки данных с жидкостным охлаждением, серверами и другим оборудованием с жидкостным охлаждением, предоставляющие новые решения для охлаждения и отвода тепла в центрах обработки данных. В быстро развивающейся технологии непрямого жидкостного охлаждения пластина жидкостного охлаждения является основным компонентом однофазной или двухфазной системы жидкостного охлаждения. Электронные компоненты прикреплены к поверхности пластины жидкостного охлаждения, и тепло электронных компонентов передается пластине жидкостного охлаждения посредством теплопроводности. Пластина жидкостного охлаждения и рабочая жидкость подвергаются сильной и эффективной конвекционной теплопередаче.
Тепловые характеристики чипа связаны со сроком службы устройства. Согласно результатам исследований, частота отказов электронных компонентов в области связи экспоненциально зависит от температуры: интенсивность отказов удваивается на каждые 10 градусов повышения температуры. По сравнению с традиционным принудительным воздушным охлаждением, технология жидкостного охлаждения обеспечивает лучший эффект рассеивания тепла и более короткий путь рассеивания тепла. Будучи новым и эффективным методом отвода тепла, он может более эффективно решить проблемы операторов, связанные с применением оборудования с высоким энергопотреблением и высоким тепловым потоком в компьютерных залах. Кроме того, с увеличением энергопотребления оборудования и плотности теплового потока преимущества технологии жидкостного охлаждения, такие как высокая способность рассеивания тепла, снижение шума в помещении и сохранение экологически чистой энергии, станут более заметными.
Новый тип композитной микроканальной пластины жидкостного охлаждения с паровой камерой. По сравнению с традиционными холодными плитами, он обладает более эффективной способностью рассеивания тепла и больше подходит для решения проблем с высоким энергопотреблением и рассеиванием тепла с высоким тепловым потоком. Пластину жидкостного охлаждения можно разделить на охлаждающую пластину с фрезерованными канавками и микроканальную охлаждающую пластину в зависимости от формы канала потока. Холодная пластина с фрезерованными канавками формируется путем механической обработки, и из-за ограничений обработки ее мощность рассеивания тепла составляет примерно 65 Вт/см2. Микроканальная холодная пластина обычно представляет собой холодную пластину с размером канала 10-1000 мкм, которая в основном обрабатывается и формируется посредством процесса очистки ребер и имеет теплоотводящую способность примерно 80 Вт/см2.
В сфере связи с развитием цифровизации вычислительные мощности продолжают расти, а плотность теплового потока чипов продолжает расти. Ожидается, что плотность мощности чипа превысит 100 Вт/см2 в течение 3 лет. Для чипов с высоким энергопотреблением и высоким тепловым потоком обычные микроканальные холодные платы больше не могут удовлетворить потребности в отводе тепла. Чтобы преодолеть узкое место в отводе тепла, VC и микроканальные пластины с жидкостным охлаждением объединяются, чтобы всесторонне использовать способность быстрой диффузии тепла VC и способность теплопередачи микроканальных пластин с жидкостным охлаждением, решая проблему рассеивания тепла чипов с высоким тепловым потоком.
Принцип работы композитной микроканальной пластины жидкостного охлаждения с пластиной равномерной температуры: чип передает тепло к материалу интерфейса и далее к поверхности испарения VC, используя однородные температурные характеристики VC для достижения быстрой диффузии или миграции тепла. Затем конвективный теплообмен между рабочим телом и холодной пластиной непрерывно отбирает тепло, выделяемое чипом, обеспечивая охлаждение чипа с высоким тепловым потоком.
