Smernice za oblikovanje hladne plošče za toplotno upravljanje industrijskega shranjevanja energije
V baterijskem sistemu se kovinski radiator, primeren za polnjenje posrednega stika s tekočinsko hlajeno delovno tekočino, imenuje tekočinsko hlajenje. Tekočinsko hlajene plošče so običajno kovinske plošče ali cevi, ekstrudirane ali vtisnjene iz orodij za mletje aluminijeve zlitine, ki so varjene in oblikovane. Obstajajo tri vrste varjenja za plošče, hlajene s tekočino: trdo spajkanje, varjenje s trenjem in mešanje in trdo spajkanje brez spajkanja.
Postopek trdega spajkanja se pogosto uporablja pri varjenju tradicionalnih avtomobilskih hladilnikov. Uporablja tekoči material za trdo spajkanje, da zmoči osnovni material, zapolni vmesno režo in difundira z osnovnim materialom za povezavo zvarjenih delov. Prednost varjenja je v tem, da lahko vari kompleksne strukture, debelina zvarjenih delov pa je lahko zelo majhna. Varjenje s trenjem in mešanjem je postopek varjenja, ki izkorišča toploto, ki nastane zaradi medsebojnega gibanja in trenja med varilno glavo in čelno stranjo obdelovanca, da se na koncu doseže termoplastično stanje. Ta vrsta varjenja zahteva, da ima obdelovanec zadostno trdnost. Trdo spajkanje brez materiala je razvito na podlagi trdo spajkanja, debelina in teža zvarjenih delov pa se lahko zmanjšata.
Tehnologija tekočega hlajenja vključuje predvsem tri vrste: hladilno hlajenje s tekočino s hladno ploščo, hlajenje s potopno tekočino in hlajenje z razpršilno tekočino. Tekočinsko hlajenje s hladno ploščo je metoda, pri kateri se toplota iz visoko grelnih komponent, kot so strežniški čipi, posredno prenese na tekočino skozi hladno ploščo za odvajanje toplote, medtem ko se nizko grelne komponente še vedno hladijo z zračnim hlajenjem. Potopno tekočinsko hlajenje je, ko je strežnik popolnoma potopljen v hladilno tekočino
Toplota, ki jo ustvari grelni element, se neposredno prenese na hladilno tekočino, ki se odvaja skozi cirkulacijski tok ali fazno spremembo kondenzacije izhlapevanja hladilne tekočine. Med njimi je obtočni tok hladilne tekočine enofazno potopno tekočinsko hlajenje, fazna sprememba kondenzacije izhlapevanja hladilne tekočine pa je fazno potopno tekočinsko hlajenje. Krmiljenje faznega potopnega tekočinskega hlajenja je bolj zapleteno in zahteva višje zahteve. Tekočinsko hlajenje s pršenjem je metoda hlajenja z neposrednim pršenjem hladilne tekočine na grelne enote, kot so čipi, in odvajanjem toplote s konvektivnim prenosom toplote. Trenutno sta glavni obliki tekoče hlajenje s hladno ploščo in enofazno potopno tekočinsko hlajenje.
V trendu evolucije čipov se poraba energije pri zasnovi čipov TDP še naprej povečuje, pri čemer ena poraba energije doseže 350 W in ena celo 500 W, kar bo v prihodnosti še naraščalo. Trenutno lahko različne tehnologije tekočinskega hlajenja zadostijo dolgoročnim potrebam čipov po odvajanju toplote v prihodnosti in obstaja še več prostora za izboljšave. Tekočinsko hlajenje s hladno ploščo lahko na primer zmanjša kontaktni toplotni upor, mikrokanalna zasnova lahko okrepi prenos toplote, potopno in tekočinsko hlajenje s pršenjem pa lahko izboljša pretočna polja.
Kar zadeva izbiro hladilne tekočine, v industriji obstajajo možnosti, kot so 25 % raztopina etilenglikola, raztopina propilenglikola, deionizirana voda itd. Koncentracija 25 % ni konstantna vrednost in je lahko med 20 % in 30 %. Koncentracija ne sme biti previsoka, kar vpliva na pretok in zmogljivost odvajanja toplote delovne tekočine. Prav tako ne sme biti prenizka in ne more igrati vloge pri antifrizu in zaviranju mikrobov. Pri koncentraciji nad 20 % imata lahko raztopina etilenglikola in raztopina propilenglikola določen zaviralni učinek na mikroorganizme. Deionizirana voda ima dober prenos toplote, izjemno nizko prevodnost, zrel postopek priprave ter je nestrupena in varna. Je ena od alternativnih hladilnih tekočin, vendar je treba paziti na vzdrževanje hladilne tekočine.
V prihodnosti morajo inženirji toplotnega načrtovanja natančno dojeti smer tehnološkega razvoja ter aktivno voditi razprave in analize o aplikacijah za hlajenje s tekočinami. Poudarite inovativen in nizkoogljični razvoj, aktivno izvajajte raziskave in pilotne poskuse tehnologije tekočega hlajenja ter zagotovite učinkovite in stabilne toplotne rešitve za toplotno upravljanje shranjevanja energije.
