Nouvelles solutions thermiques à plaques froides énergétiques
Dans un système de batterie, un radiateur métallique adapté au remplissage en contact indirect avec un fluide de travail refroidi par liquide est appelé refroidissement liquide. Les plaques refroidies par liquide sont généralement des plaques ou des tubes métalliques extrudés ou estampés à partir d'outils de meulage en alliage d'aluminium, qui sont soudés et formés. Il existe trois types de soudage pour les plaques refroidies par liquide : le brasage, le soudage par friction-malaxage et le brasage sans soudure.
Le procédé de brasage est largement utilisé dans le soudage traditionnel des radiateurs automobiles. Il utilise un matériau de brasage liquide pour mouiller le matériau de base, combler l'espace d'interface et diffuser avec le matériau de base pour relier les pièces soudées. L’avantage du soudage est qu’il peut souder des structures complexes et que l’épaisseur des pièces soudées peut être très fine. Le soudage par friction malaxage est un procédé de soudage qui utilise la chaleur générée par le mouvement mutuel et la friction entre la tête de soudage et la face d'extrémité de la pièce pour obtenir un état thermoplastique à l'extrémité. Ce type de soudage nécessite que la pièce ait une résistance suffisante. Le brasage sans matériau est développé sur la base du brasage, et l'épaisseur et le poids des pièces soudées peuvent être minimisés.
La technologie de refroidissement liquide comprend principalement trois types : le refroidissement liquide par plaque froide, le refroidissement par liquide par immersion et le refroidissement par liquide par pulvérisation. Le refroidissement liquide par plaque froide est une méthode dans laquelle la chaleur des composants à haute température tels que les puces de serveur est indirectement transférée au liquide à travers la plaque froide pour la dissipation de la chaleur, tandis que les composants à faible température sont toujours refroidis par refroidissement par air. Le refroidissement par liquide d'immersion se produit lorsque le serveur est complètement immergé dans le liquide de refroidissement.
La chaleur générée par l'élément chauffant est directement transférée au liquide de refroidissement, qui est dissipée par le flux de circulation ou le changement de phase de condensation par évaporation du liquide de refroidissement. Parmi eux, le flux de circulation du liquide de refroidissement est un refroidissement par liquide d'immersion monophasé, et le changement de phase de condensation par évaporation du liquide de refroidissement est un refroidissement par liquide d'immersion à changement de phase. Le contrôle du refroidissement par liquide d'immersion à changement de phase est plus complexe et nécessite des exigences plus élevées. Le refroidissement liquide par pulvérisation est une méthode de refroidissement consistant à pulvériser directement du liquide de refroidissement sur des unités de chauffage telles que des copeaux et à dissiper la chaleur par transfert de chaleur par convection. Actuellement, le refroidissement liquide par plaque froide et le refroidissement liquide par immersion monophasé sont les principales formes.
Dans la tendance à l'évolution des puces, la consommation d'énergie de la conception des puces TDP continue d'augmenter, avec une consommation d'énergie unique atteignant 350 W et une seule atteignant même 500 W, qui continuera de croître à l'avenir. Actuellement, diverses technologies de refroidissement liquide peuvent répondre aux besoins futurs en matière de dissipation thermique des puces à long terme, et il existe encore des possibilités d'amélioration. Par exemple, le refroidissement liquide par plaque froide peut réduire la résistance thermique de contact, la conception de microcanaux peut renforcer le transfert de chaleur et le refroidissement par immersion et par pulvérisation de liquide peut améliorer les champs d'écoulement.
Concernant le choix du liquide de refroidissement, il existe des options dans l'industrie telles qu'une solution d'éthylène glycol à 25 %, une solution de propylène glycol, de l'eau déminéralisée, etc. La concentration de 25 % n'est pas une valeur constante et peut être comprise entre 20 % et 30 %. La concentration ne doit pas être trop élevée, ce qui affecte les performances d'écoulement et de dissipation thermique du fluide de travail. Il ne doit pas non plus être trop bas et ne peut pas jouer un rôle dans l’antigel et l’inhibition microbienne. Lorsque la concentration est supérieure à 20 %, la solution d'éthylène glycol et la solution de propylène glycol peuvent avoir un certain effet inhibiteur sur les micro-organismes. L'eau désionisée a de bonnes performances de transfert de chaleur, une conductivité ultra-faible, un processus de préparation mature et est non toxique et sûre. C'est l'un des liquides de refroidissement alternatifs, mais il faut faire attention à l'entretien du liquide de refroidissement.
À l’avenir, les ingénieurs en conception thermique devront saisir avec précision la direction de l’évolution technologique et mener activement des discussions et des analyses sur les applications de refroidissement liquide. Mettre en avant le développement innovant et à faible émission de carbone, mener activement des recherches et des essais pilotes sur la technologie de refroidissement liquide et fournir des solutions thermiques efficaces et stables pour la gestion thermique du stockage d'énergie.
