Mikrokanalna tekočinsko hlajena plošča s toplotnimi rešitvami parne komore
S hitrim razvojem komunikacijske tehnologije nenehno narašča tudi toplotna moč elektronskih naprav. Poraba energije vsake razvijajoče se generacije izdelkov se poveča za približno 30 % do 50 %. Nenehno povečevanje gostote toplotnega toka čipa neposredno omejuje odvajanje toplote čipa in zanesljivost. Hkrati se zaradi velike porabe električne energije in nezadostne kapacitete obstoječe računalniške učilnice sooča z velikimi pritiski na napajanje in odvajanje toplote. Tradicionalno zračno hlajenje je težko vzdrževati zaradi visokega hrupa odvajanja toplote, visoke porabe energije in velikega odtisa.
V tem kontekstu so se pojavili tekočinsko hlajeni podatkovni centri s tekočinsko hlajenimi strežniki in drugo opremo, ki zagotavljajo nove rešitve za hlajenje in odvajanje toplote podatkovnih centrov. V hitro razvijajoči se tehnologiji posrednega hlajenja s tekočino je plošča za hlajenje s tekočino osrednja komponenta enofaznega ali dvofaznega sistema za hlajenje s tekočino. Elektronske komponente so pritrjene na površino tekoče hladilne plošče, toplota elektronskih komponent pa se prenaša na tekoče hladilno ploščo s toplotno prevodnostjo. Plošča za hlajenje s tekočino in delovna tekočina sta podvržena močnemu in učinkovitemu konvekcijskemu prenosu toplote.
Toplotna zmogljivost čipa je povezana z življenjsko dobo naprave. Glede na rezultate raziskav je stopnja odpovedi elektronskih komponent na komunikacijskem področju eksponentno povezana s temperaturo, pri čemer se stopnja odpovedi podvoji za vsakih 10 stopinj C dviga temperature. V primerjavi s tradicionalnim prisilnim zračnim hlajenjem ima tehnologija tekočega hlajenja boljši učinek odvajanja toplote in krajšo pot odvajanja toplote. Kot nastajajoča in učinkovita metoda odvajanja toplote lahko učinkoviteje reši težave operaterjev v zvezi z uporabo opreme z visoko porabo energije in visokim toplotnim tokom v računalniških sobah. Poleg tega bodo s povečanjem porabe energije opreme in gostote toplotnega toka prednosti tehnologije tekočega hlajenja, kot so močna sposobnost odvajanja toplote, zmanjšan hrup v prostoru in varčevanje z zeleno energijo, postale bolj izrazite.
Nova vrsta kompozitne mikrokanalne tekočinske plošče s parno komoro. V primerjavi s tradicionalnimi hladnimi ploščami ima učinkovitejšo sposobnost odvajanja toplote in je bolj primeren za reševanje težav z visoko porabo energije in visokim toplotnim tokom pri odvajanju toplote. Tekočinsko hladilno ploščo lahko glede na obliko pretočnega kanala razdelimo na hladilno ploščo z rezkanimi utori in mikrokanalno hladilno ploščo. Hladna plošča z rezkanim utorom je oblikovana s strojno obdelavo in zaradi omejitev pri obdelavi je njena zmogljivost odvajanja toplote približno 65 W/cm2. Mikrokanalna hladilna plošča se običajno nanaša na hladno ploščo z velikostjo kanala 10-1000 µm, ki je v glavnem obdelana in oblikovana s postopkom strganja plavuti in ima zmogljivost odvajanja toplote približno 80 W/cm2.
Na področju komunikacij z razvojem digitalizacije računalniška moč še naprej raste, gostota toplotnega toka čipov pa še naprej narašča. Pričakuje se, da bo gostota moči čipa v 3 letih presegla 100 W/cm2. Za čipe z visoko porabo energije in visokim toplotnim tokom običajne mikrokanalne hladne plošče ne morejo več zadostiti potrebam po odvajanju toplote. Da bi prebili ozko grlo pri odvajanju toplote, so VC in mikrokanalne tekočinsko hlajene plošče združene, da celovito izkoristijo sposobnost hitre toplotne difuzije VC in sposobnost prenosa toplote mikrokanalnih tekočinsko hlajenih plošč, s čimer rešujejo problem odvajanja toplote čipov z visokim toplotnim tokom.
Načelo delovanja kompozitne mikrokanalne tekočinske hladilne plošče z enotno temperaturno ploščo: čip prenaša toploto na vmesni material in naprej na izhlapevalno površino VC, pri čemer uporablja enotne temperaturne značilnosti VC za doseganje hitre difuzije ali migracije toplote. Nato konvektivni prenos toplote med delovno tekočino in hladno ploščo nenehno odvzema toploto, ki jo ustvari čip, s čimer se doseže hlajenje čipa z visokim toplotnim tokom.
