Diretriz de projeto de placa fria para gerenciamento térmico de armazenamento de energia industrial

Em um sistema de bateria, um radiador de metal adequado para preencher o contato indireto com fluido de trabalho resfriado por líquido é chamado de resfriamento líquido. As placas resfriadas por líquido são geralmente placas de metal ou tubos extrudados ou estampados a partir de ferramentas de retificação de liga de alumínio, que são soldadas e formadas. Existem três tipos de soldagem para placas resfriadas a líquido: brasagem, soldagem por fricção e brasagem sem solda.

O processo de brasagem é amplamente utilizado na soldagem tradicional de radiadores automotivos. Ele usa material de brasagem líquido para molhar o material de base, preencher a lacuna da interface e difundir com o material de base para conectar as peças soldadas. A vantagem da soldagem é que ela pode soldar estruturas complexas e a espessura das peças soldadas pode ser muito fina. A soldagem por fricção e mistura é um processo de soldagem que utiliza o calor gerado pelo movimento mútuo e fricção entre a cabeça de soldagem e a face final da peça para atingir um estado termoplástico na extremidade. Este tipo de soldagem requer que a peça tenha resistência suficiente. A brasagem sem material é desenvolvida com base na brasagem, e a espessura e o peso das peças soldadas podem ser minimizados.

A tecnologia de resfriamento líquido inclui principalmente três tipos: resfriamento líquido por placa fria, resfriamento líquido por imersão e resfriamento líquido por spray. O resfriamento líquido da placa fria é um método no qual o calor dos componentes de alto aquecimento, como chips de servidor, é indiretamente transferido para o líquido através da placa fria para dissipação de calor, enquanto os componentes de baixo aquecimento ainda são resfriados através do resfriamento a ar. O resfriamento líquido por imersão ocorre quando o servidor está completamente imerso no líquido refrigerante
O calor gerado pelo elemento de aquecimento é transferido diretamente para o refrigerante, que é dissipado através do fluxo de circulação ou mudança de fase de condensação de evaporação do refrigerante. Entre eles, o fluxo de circulação do refrigerante é o resfriamento por líquido de imersão monofásico, e a mudança de fase de condensação por evaporação do refrigerante é o resfriamento por líquido de imersão por mudança de fase. O controle do resfriamento líquido por imersão em mudança de fase é mais complexo e requer requisitos mais elevados. O resfriamento líquido do tipo spray é um método de resfriamento que pulveriza diretamente o líquido de resfriamento em unidades de aquecimento, como chips, e dissipa o calor por meio de transferência de calor por convecção. Atualmente, o resfriamento líquido por placa fria e o resfriamento líquido por imersão monofásica são as principais formas.

Na tendência de evolução do chip, o consumo de energia do design TDP do chip continua a aumentar, com um único consumo de energia atingindo 350W e um único chegando a 500W, que continuará a crescer no futuro. Atualmente, várias tecnologias de resfriamento líquido podem atender às necessidades de dissipação de calor de chips de longo prazo no futuro, e há ainda espaço para melhorias. Por exemplo, o resfriamento líquido por placa fria pode reduzir a resistência térmica de contato, o design de microcanais pode fortalecer a transferência de calor e o resfriamento líquido por imersão e spray pode melhorar os campos de fluxo.

Quanto à seleção do refrigerante, existem opções na indústria como solução de etilenoglicol 25%, solução de propilenoglicol, água deionizada, etc. A concentração de 25% não é um valor constante, podendo ficar entre 20% e 30%. A concentração não deve ser muito alta, o que afeta o desempenho de fluxo e dissipação de calor do fluido de trabalho. Também não deve ser muito baixo e não pode desempenhar um papel no anticongelante e na inibição microbiana. Quando a concentração está acima de 20%, a solução de etilenoglicol e a solução de propilenoglicol podem ter um certo efeito inibitório sobre os microrganismos. A água deionizada tem bom desempenho de transferência de calor, condutividade ultrabaixa, processo de preparação maduro e não é tóxica e é segura. É um dos líquidos de refrigeração alternativos, mas deve-se atentar para a manutenção do líquido de refrigeração.

No futuro, os engenheiros de projetos térmicos precisarão compreender com precisão a direção da evolução tecnológica e conduzir ativamente discussões e análises sobre aplicações de refrigeração líquida. Destacar o desenvolvimento inovador e de baixo carbono, realizar ativamente pesquisas e testes piloto de tecnologia de refrigeração líquida e fornecer soluções térmicas eficientes e estáveis ​​para gerenciamento térmico de armazenamento de energia.