Hlajenje elektronskih naprav visoke gostote
Tehnologija hlajenja industrijske opreme je pravzaprav tehnologija hlajenja sestavljene elektronske opreme visoke gostote. To je princip električnega odvajanja toplote. Ko je temperatura med delovanjem industrijske opreme previsoka, jo je treba vzdrževati in zaščititi z zmanjšanjem njene učinkovitosti. Z razvojem industrijske tehnologije je gostota industrijske avtomatizacije postajala vedno bližja. To tudi kaže, da bo v proizvodnem procesu temperatura opreme naraščala s proizvodnim delovanjem. Če se pravočasno ne ukrepa proti naraščajoči temperaturi, se bo elektronska oprema sčasoma poškodovala. Tehnologija hlajenja sestavljene elektronske opreme z visoko gostoto lahko pravočasno ohladi opremo, kar lahko ne samo zagotovi nemoteno delovanje opreme, temveč tudi podaljša življenjsko dobo opreme. V fazi načrtovanja elektronske opreme lahko naredimo celovito analizo glede na značilnosti elektronske opreme in tipe grelnih elementov, kalorično vrednost, delovno okolje in druge dejavnike ter določimo, kateri način hlajenja izbrati.
Elektronske naprave bodo med proizvodnjo in delovanjem proizvajale toploto. Naš glavni cilj je, kako zmanjšati toploto, ki jo proizvaja oprema, in hladilna tehnologija, da pravočasno odvaja toploto. Njegov cilj je nadzorovati temperaturo vseh komponent znotraj elektronske opreme, tako da elektronska oprema ne more preseči svoje najvišje dovoljene delovne temperature v določenem okolju ter vzdrževati stabilno in učinkovito delovanje. Zaradi visoke gostote sestavljenih čipov elektronske opreme z visoko gostoto, koncentrirane toplote, slabega delovnega okolja, skupaj z vplivom dejavnikov, kot so stroški in izbira komponent, se številne industrijske naprave uporabljajo v težkih okoljih, zato je postal tudi hladilni sistem preprosto, zato so težave, s katerimi se sooča današnja tehnologija hlajenja, hujše.
Tehnologija hlajenja sestavljene elektronske opreme visoke gostote:
Tehnologija tekočinskega hlajenja stranske stene. Tehnologija tekočinskega hlajenja stranske stene oblikuje kanal za tekočinsko hlajenje na stranski steni ohišja za visoko gostoto sestavljanja elektronske opreme. Istočasno je nasprotna stranska stena napolnjena s hladilno tekočino, ki z izmenjavo toplote vzdržuje nizko temperaturo na stranski steni ohišja. Toplota, ki jo ustvari čip elektronske opreme, se prenaša na stransko steno skozi lupino strukture notranjega modula. Hladilna tekočina znotraj stranske stene absorbira toploto in jo odvaja na zunanjo stran elektronske opreme. Načelo njegovega delovanja je prikazano na sliki. Hladilno sredstvo je na splošno voda, hladilno sredstvo št. 65, kerozin itd. ti materiali imajo dobro fluidnost in veliko specifično toplotno kapaciteto. Med postopkom pretoka lahko absorbirajo veliko količino toplote s stranske stene omarice za elektronsko opremo in odvajajo toploto iz elektronske opreme, da zagotovijo dobro delovno okolje za elektronsko opremo.
S tehnologijo tekočega hlajenja. Tehnologija tekočega hlajenja je namenjena oblikovanju kanala za tekoče hlajenje v lupini strukture modula elektronske opreme visoke gostote, prehajanju hladilne tekočine v lupino in ohranjanju lupine strukture modula pri nizki temperaturi prek izmenjevalnika toplote. Toplota, ki jo ustvari čip elektronske opreme, se prek vmesniškega materiala prenese na lupino strukture modula in nato prenese na hladilno tekočino skozi lupino za odvajanje toplote. Hladilna tekočina absorbira toploto in jo odvaja na zunanjo stran elektronske opreme. Hladilno sredstvo je na splošno izdelano iz istih materialov kot tekoče hlajenje stranske stene. V procesu prehajanja tekočine lahko absorbira veliko količino toplote iz lupine strukture modula in odvaja toploto iz elektronske opreme, da zagotovi dobro delovno okolje za čip. V primerjavi s tehnologijo tekočinskega hlajenja stranske stene lahko tehnologija tekočinskega hlajenja odvzame več toplote.
Mikrokanalna tehnologija hlajenja. Na splošno se kanal z ekvivalentnim premerom, večjim od 1 mm, imenuje navaden kanal, kanal z ekvivalentnim premerom, manjšim od 1 mm, pa mikrokanal. V primerjavi z navadnimi kanali sta največji prednosti mikrokanalov: velika površina izmenjave toplote in visoka učinkovitost izmenjave toplote. Tehnologija mikrokanalnega hlajenja lahko reši problem odvajanja toplote čipov z visoko lokalno porabo energije z oblikovanjem tradicionalnega kanala tekočine v mikrokanal v območju koncentriranega segrevanja modulov elektronske opreme z visoko gostoto.
Tehnologija hlajenja s spremembo faze. Na podlagi načela, da materiali s fazno spremembo absorbirajo veliko količino toplote v procesu taljenja iz trdnega stanja v tekoče ali celo plinasto stanje, se lahko dvig temperature čipa v sestavljeni elektronski opremi z visoko gostoto odloži v določenem času, tako da da lahko elektronska oprema v določenem času normalno deluje. Materiali s fazno spremembo imajo na splošno značilnosti visoke talilne latentne toplote, visoke specifične toplotne kapacitete, visoke toplotne prevodnosti in brez korozije.
Vmesniški material z visoko toplotno prevodnostjo in nizko toplotno odpornostjo. Vmesniški materiali z visoko toplotno prevodnostjo in nizko toplotno odpornostjo so v glavnem sestavljeni iz silikonske masti, silikagela, fazno spremenljivih materialov, fazno spremenljivih kovin itd. ti materiali imajo visoko toplotno prevodnost in so zelo mehki . Zato lahko namestitev tega materiala med komponente in hladne plošče učinkovito izboljša toplotno prevodnost in zmanjša toplotno odpornost visoke elektronske opreme, da se zagotovi normalno delovanje elektronske opreme.
Elektronsko opremo z visoko gostoto je treba med delovanjem pravočasno ohladiti. Lokalne vroče točke je mogoče nadzorovati z zmanjšanjem porabe toplote in izbiro učinkovitih metod odvajanja toplote. Pri zasnovi načina odvajanja toplote je treba sprejeti različne načine hlajenja glede na značilnosti opreme, da se zagotovi normalno delovanje opreme. Hkrati se lahko toplotni upor poti zmanjša z dodajanjem vmesnih materialov z visoko toplotno prevodnostjo in nizko toplotno odpornostjo, da se zagotovi visoko in zanesljivo delovanje elektronske opreme, podaljša življenjska doba in zmanjšajo stroški delovanja.
