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Conception de plaque froide pour la gestion thermique

Notes sur la plaque froide personnalisée！

Les avantages des méthodes de refroidissement par liquide sont leur efficacité de refroidissement élevée et la technologie est divisée en deux types, contact et sans contact, selon qu'un contact direct est établi avec le dispositif de génération de chaleur. Les solutions de refroidissement liquide par contact comprennent le refroidissement liquide par immersion et par pulvérisation, tandis que les solutions de refroidissement liquide sans contact sont généralement un refroidissement liquide par plaque froide.

Parmi les trois types de refroidissement liquide, la technologie de refroidissement liquide à plaque de refroidissement liquide est le type de refroidissement liquide le plus ancien et le plus populaire, et a donc la plus grande maturité et opérabilité du marché.

Le refroidissement liquide à plaque froide est principalement utilisé pour transférer indirectement la chaleur des composants au liquide de refroidissement enfermé dans le tuyau de circulation à travers la plaque froide (une cavité fermée composée de métaux à haute conductivité thermique tels que le cuivre et l'aluminium), qui utilise ensuite le liquide de refroidissement pour évacuer la chaleur et ses caractéristiques de transfert à travers le fluide de travail pour transporter la chaleur intermédiaire vers l'arrière pour le refroidissement.

Conception de plaque froide pour la gestion thermique - Trumonytechs

Il y a quatre avantages en termes d'application

  1. Bonne compatibilité matérielle.
  2. Exigences moindres pour les appareils générant de la chaleur et installation plus simple.
  3.  Réduction des coûts, développement rapide des applications, pas besoin d'unités coûteuses refroidies à l'eau.
  4.  Haute densité, haute efficacité et haute fiabilité.

Types de plaques froides courantes

2.1. Profil + soudage par friction par agitation

Ce type de plaque froide utilise un procédé d'extrusion pour façonner directement les glissières de la plaque froide, en utilisant l'usinage pour ouvrir la circulation et enfin en utilisant un procédé de soudage par friction pour sceller les glissières et le récepteur.

Profile + Stir Friction Welding-Conception de plaques froides pour la gestion thermique

Avantages

  1. Bonne fiabilité
  2. Bonne capacité de charge
  3. Bonne planéité de surface
  4. Bon effet de transfert de chaleur
  5. Haute efficacité de production

Inconvénients

  1. Traitement plus complexe, coût élevé
  2. Plus épais et plus lourd
  3. Occupation élevée de l'espace
  4. Faible densité de dissipation thermique, surface non adaptée à la conception d'un trop grand nombre de trous de vis

2.2. Plaques de refroidissement liquide pour tubes harmonica

Le principe de ce procédé est d'extruder de l'aluminium pour créer les glissières puis de les souder avec les deux collecteurs d'extrémité.

Conception de plaque froide pour la gestion thermique

Avantages

  1. Faible coût et poids léger
  2. Structure simple et efficacité de production élevée

Inconvénients

  1. Coureur unique, petite zone de contact
  2. Paroi mince, effet d'échange de chaleur moyen, mauvaise capacité de charge

2.3.Plaques de refroidissement liquide soufflées

Les plaques de refroidissement liquide soufflées sont la plaque refroidie par liquide la plus importante à l'heure actuelle, la plaque de traitement a imprimé la composition en graphite du pipeline, en laminant à chaud les deux plaques combinées, en soufflant du gaz pour faire sauter le pipeline.

Plaques de refroidissement liquide soufflées-Cold Plate Design

Avantages

  1. Faible coût et efficacité de production élevée
  2. Efficacité de transfert de chaleur élevée et vitesse de refroidissement rapide
  3. La position la plus fine peut être atteinte à 0.5 mm, poids léger

Inconvénients

  1. Matériau souple, défauts de résistance à la pression et de résistance
  2. Faible performance, sujet aux fuites

2.4. Plaques de refroidissement liquide estampées

Le principe de ce procédé est de s'appuyer sur des presses et des matrices pour emboutir l'aluminium afin de créer une déformation plastique et de former des canaux d'écoulement, les coques supérieure et inférieure étant soudées ensemble par brasage.

Plaques de refroidissement liquide estampées-Cold Plate Design

Avantages

  1. Les coureurs peuvent être de n'importe quelle conception
  2. Grande surface de contact, bon effet d'échange de chaleur
  3. Haute efficacité de production
  4. Haute résistance à la pression et à la force

Inconvénients

  1. Besoin d'ouvrir le moule, coût élevé
  2. Exigences de mise à niveau élevées, difficile à installer

2.5. Plaques et plaques de refroidissement liquide à ailettes

Le principe de ces plaques de refroidissement liquide est de remplir les panneaux conducteurs de chaleur supérieur et inférieur d'ailettes de transfert de chaleur dentelées, qui sont ensuite scellées par la technologie de brasage sous vide sans flux de brasage.

Avantages

  1. Grande propreté de surface, bonne fluidité et résistance à la corrosion
  2. Performances de transfert de chaleur, meilleure uniformité des chemins d'écoulement

Inconvénients

  1. Coût élevé
  2. Exigence élevée de planéité, difficile à installer

Facteurs thermiques de conception de la plaque de refroidissement

Les étapes de conception et les facteurs à prendre en compte pour les panneaux refroidis par liquide sont similaires à ceux des dissipateurs thermiques des équipements refroidis par air ou à dissipation thermique naturelle. Le milieu fluide auquel la plaque froide est exposée est un liquide ; pour la dissipation thermique refroidie par air ou naturelle, le milieu fluide est un gaz.

Les facteurs de base à prendre en compte lors de la conception d'un radiateur à plaque froide sont :

  1. augmenter la surface de contact entre le solide et le fluide dans un volume d'espace donné, améliorant ainsi le transfert de chaleur.
  2. contact avec la source de génération de chaleur à travers le matériau d'interface thermiquement conducteur.
  3. la surface de contact du fluide avec le solide.
  4. Transfert de chaleur de la source génératrice de chaleur vers la plaque froide puis vers le milieu liquide circulant dans la plaque froide et réalisé hors du système.

Spécifications thermiques de la plaque froide

Les facteurs de la source de génération de chaleur jouent un rôle majeur dans la détermination du coût et de la complexité de la conception de la plaque froide. Les facteurs de dissipation thermique peuvent être subdivisés en quatre catégories de variables : flux de chaleur uniforme, débit fixe, perte de charge maximale et température de surface maximale. Les variables sont également ajustées en fonction de la situation réelle du client et peuvent être divisées en quatre scénarios d'application principaux.

  • Scénario 1 : flux de chaleur d'entrée uniforme, débit fixe, perte de charge maximale spécifiée limitée à un débit fixe et température de surface maximale spécifiée lorsqu'une température de surface uniforme n'est pas requise
  • Scénario 2 : flux de chaleur d'entrée uniforme, débit fixe, chute de pression maximale spécifiée limitée à un débit fixe et température de surface maximale spécifiée lorsqu'une température de surface uniforme n'est pas requise, avec des charges thermiques variant de manière inégale, généralement concentrées à plusieurs endroits sous le composant ou sous une zone spécifique.
  • Scénario 3 : Flux de chaleur d'entrée uniforme, débit fixe, chute de pression maximale spécifiée limitée à un débit fixe et variation de température non uniforme à la surface de la plaque froide, le tout avec des températures variables sur l'ensemble du composant.
  • Scénario 4 : Identique aux scénarios 1, 2 et 3, mais la température de surface maximale doit être uniforme sur toute la plaque froide ou sous un composant spécifique.

Sur la base de l'expérience de Trumonytechs dans la conception de panneaux froids, les scénarios deux et trois sont des scénarios courants rencontrés avec des panneaux à refroidissement fixe, mais dans le cas des scénarios un et quatre, la complexité et le coût de la conception augmentent.
Lors de la conception d'un panneau de refroidissement fixe spécifié par le client, les étapes suivies par les experts thermiques de Trumonytechs consistent à définir la carte thermique, à générer un concept de circuit de liquide, à calculer l'augmentation de température et la chute de pression et à modifier le parcours du circuit de liquide si nécessaire.

Nous prototypons la conception en fonction des paramètres entrés par le client et concevons la plaque froide avec le processus le plus fiable. Une fois la conception terminée, la plaque froide est simulée et testée (chute de pression de la plaque froide, température d'entrée, température de sortie, différence de température entre l'entrée et la sortie de la plaque froide, différence de température maximale entre la surface de la plaque froide et le maximum différence de température de la batterie) pour voir la faisabilité de la conception avant de passer à l'étape suivante de la production en série.

conception de coureur de plaques de refroidissement liquide

Notre processus de conception étape par étape :

1. Formez d'abord le concept du circuit de liquide, puis calculez la température et la chute de pression

2. Déterminer le matériau de la plaque froide

1) Coût, disponibilité, aptitude au traitement et autres facteurs de conception généraux
2. Conductivité thermique, compatibilité chimique avec le liquide, densité du matériau, point de congélation et point d'ébullition

3. Conception du chemin d'écoulement

La direction du fluide dans un système de refroidissement liquide affectera directement la direction du transfert de chaleur et l'efficacité du transfert, nos ingénieurs prennent en compte des facteurs tels que :

  1. Répartition de la source de chaleur : le fluide est au plus près de la source de chaleur pour réduire la résistance à la chaleur de diffusion
  2. Évitement structurel : le chemin d'écoulement doit être à une distance de sécurité des trous fixes de la plaque froide
  3. Disposition uniforme : le fluide doit balayer uniformément la plaque froide pour utiliser efficacement la zone du dissipateur thermique
  4. Maîtriser le débit : plus le débit est important, plus le coefficient de transfert convectif est élevé
  5. Réduisez la résistance à l'écoulement : concevez des canaux d'écoulement en série et parallèles pour réduire la résistance à l'écoulement et réduire le risque de fuite
  6. Faisabilité et aptitude au traitement

Comment réduire la complexité et les coûts de production

La création d'une plaque refroidie par liquide passe par une série de processus avant de devenir un produit standard en production. La première étape consiste à discuter des dessins théoriques (pour la production de panneaux refroidis par liquide en cas de personnalisation), Tronytechs répondra à leurs besoins dans les 24 heures et organisera un séminaire technique pour raccourcir le cycle de développement et faire avancer le projet ; si aucun schéma de refroidissement liquide n'est disponible, nous ferons en sorte que l'ingénieur technique approprié réponde à vos besoins de refroidissement liquide. processeurs.

"Lorsqu'elle est confrontée à des exigences complexes de refroidissement liquide, l'équipe de Trumonytechs prendra en compte un certain nombre de facteurs, en plus de la puissance de dissipation thermique requise par le produit lui-même (ultra-élevé/ultra-faible), l'environnement d'exploitation (changements rapides de hautes et basses températures), les paramètres thermiques du noyau et les risques potentiels pour la sécurité, etc. Trumonytechs se concentrera sur la réduction de la complexité de la plaque de refroidissement, à partir de la discussion des dimensions de conception, du choix du style de plaque de refroidissement liquide tube à microcanaux, etc.), le réglage de la disposition des canaux et l'optimisation du circuit, la répartition de la surface de dissipation thermique, la détermination du processus de production (CNC, FSW, CMT, FDS, MIG, TIG...), les pièces détachées Toute la gamme de composants (boîtiers refroidis par liquide, tapis silicone thermoconducteurs, connecteurs rapides, tuyauterie, connecteurs traversants, refroidisseurs de batterie, etc. .) est pris en charge par la technologie Yangchi.

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