Diseño de placa enfriada por líquido de microcanal compuesto con cámara de vapor
Con el rápido desarrollo de la tecnología de las comunicaciones, la potencia térmica de los dispositivos electrónicos también aumenta constantemente. El consumo de energía de cada generación de productos en evolución aumenta aproximadamente entre un 30% y un 50%. El aumento continuo de la densidad del flujo de calor del chip restringe directamente la disipación de calor y la confiabilidad del chip. Al mismo tiempo, debido al alto consumo de energía y la capacidad insuficiente de la sala de computadoras existente, la sala de computadoras enfrenta una presión significativa sobre el suministro de energía y la disipación de calor. La refrigeración por aire tradicional es difícil de mantener debido a su alto ruido de disipación de calor, su alto consumo de energía y su gran tamaño.
En este contexto, han surgido centros de datos refrigerados por líquido con servidores y otros equipos refrigerados por líquido, que brindan nuevas soluciones para la refrigeración y disipación de calor de los centros de datos. En la tecnología de refrigeración líquida indirecta en rápido desarrollo, la placa de refrigeración líquida es el componente central de un sistema de refrigeración líquida monofásico o bifásico. Los componentes electrónicos están unidos a la superficie de la placa de refrigeración líquida y el calor de los componentes electrónicos se transfiere a la placa de refrigeración líquida mediante conducción de calor. La placa de refrigeración líquida y el fluido de trabajo sufren una fuerte y eficaz transferencia de calor por convección.
El rendimiento térmico de un chip está relacionado con la vida útil del dispositivo. Según los resultados de la investigación, la tasa de fallos de los componentes electrónicos en el campo de las comunicaciones está relacionada exponencialmente con la temperatura, duplicándose por cada aumento de 10 grados C en la temperatura. En comparación con el enfriamiento por aire forzado tradicional, la tecnología de enfriamiento líquido tiene un mejor efecto de disipación de calor y una ruta de disipación de calor más corta. Como método emergente y eficiente de disipación de calor, puede resolver de manera más efectiva los problemas de los operadores con respecto a la aplicación de equipos de alto consumo de energía y alto flujo de calor en salas de computadoras. Además, con el aumento del consumo de energía de los equipos y la densidad del flujo de calor, las ventajas de la tecnología de refrigeración líquida, como una gran capacidad de disipación de calor, reducción del ruido ambiental y conservación de energía verde, serán más prominentes.
Un nuevo tipo de placa de refrigeración líquida de microcanales compuesta con cámara de vapor. En comparación con las placas frías tradicionales, tiene una capacidad de disipación de calor más eficiente y es más adecuada para resolver problemas de disipación de calor de alto consumo de energía y alto flujo de calor. La placa de enfriamiento de líquido se puede dividir en una placa de enfriamiento con ranura fresada y una placa de enfriamiento de microcanales según la forma del canal de flujo. La placa fría con ranura fresada se forma mediante mecanizado y, debido a limitaciones de procesamiento, su capacidad de disipación de calor es de aproximadamente 65 W/cm2. La placa fría de microcanal generalmente se refiere a una placa fría con un tamaño de canal de 10-1000 µm, que se procesa y forma principalmente mediante un proceso de raspado de aletas y tiene una capacidad de disipación de calor de aproximadamente 80 W/cm2.
En el campo de las comunicaciones, con el desarrollo de la digitalización, la potencia informática sigue creciendo y la densidad del flujo de calor de los chips sigue aumentando. Se espera que la densidad de potencia del chip supere los 100 W/cm2 dentro de 3 años. Para chips de alto consumo de energía y alto flujo de calor, las placas frías de microcanales convencionales ya no pueden satisfacer las necesidades de disipación de calor. Para superar el cuello de botella de la disipación de calor, se combinan VC y placas de microcanales enfriadas por líquido para utilizar de manera integral la rápida capacidad de difusión de calor de VC y la capacidad de transferencia de calor de las placas de microcanales enfriadas por líquido, resolviendo el problema de disipación de calor de los chips de alto flujo de calor.
El principio de funcionamiento de una placa de refrigeración líquida de microcanal compuesta con una placa de temperatura uniforme: el chip transfiere calor al material de la interfaz y luego a la superficie de evaporación de VC, utilizando las características de temperatura uniforme de VC para lograr una rápida difusión o migración de calor. Luego, la transferencia de calor por convección entre el fluido de trabajo y la placa fría elimina continuamente el calor generado por el chip, logrando el enfriamiento del chip de alto flujo de calor.
