Design av kompositt mikrokanal væskekjølt plate med dampkammer

Med den raske utviklingen av kommunikasjonsteknologi øker også den termiske kraften til elektroniske enheter stadig. Strømforbruket til hver produktgenerasjon i utvikling øker med ca. 30 % til 50 %. Den kontinuerlige økningen i flisvarmeflukstetthet begrenser direkte sponvarmespredning og pålitelighet. Samtidig, på grunn av det høye strømforbruket og utilstrekkelige kapasiteten til det eksisterende datarommet, står datarommet overfor betydelig press på strømforsyning og varmespredning. Tradisjonell luftkjøling er vanskelig å opprettholde på grunn av dens høye varmespredningsstøy, høye energiforbruk og store fotavtrykk.

 
I denne sammenheng har det dukket opp væskekjølte datasentre med væskekjølte servere og annet utstyr som gir nye løsninger for kjøling og varmespredning av datasentre. I den raskt utviklende teknologien for indirekte væskekjøling er væskekjøleplaten kjernekomponenten i et enfaset eller tofaset væskekjølesystem. De elektroniske komponentene er festet til overflaten av væskekjøleplaten, og varmen fra de elektroniske komponentene overføres til væskekjøleplaten gjennom varmeledning. Væskekjøleplaten og arbeidsvæsken gjennomgår sterk og effektiv konvektiv varmeoverføring.

Den termiske ytelsen til en brikke er relatert til enhetens levetid. Ifølge forskningsresultater er feilraten til elektroniske komponenter i kommunikasjonsfeltet eksponentielt relatert til temperatur, med feilraten dobles for hver 10 graders temperaturøkning. Sammenlignet med tradisjonell tvungen luftkjøling har væskekjølingsteknologi bedre varmespredningseffekt og kortere varmespredningsvei. Som en fremvoksende og effektiv varmespredningsmetode kan den mer effektivt løse operatørenes smertepunkter angående bruk av høyt strømforbruk og høy varmefluksutstyr i datarom. I tillegg, med økningen av utstyrets strømforbruk og varmeflukstetthet, vil fordelene med væskekjølingsteknologi som sterk varmeavledningsevne, redusert romstøy og grønn energisparing bli mer fremtredende.

En ny type dampkammerkompositt mikrokanal væskekjøleplate. Sammenlignet med tradisjonelle kaldplater har den mer effektiv varmeavledningsevne og er mer egnet for å løse høyt strømforbruk og varmeavledningsproblemer med høy varmefluks. Væskekjøleplaten kan deles inn i kjøleplate med frest spor og mikrokanalkjøleplate i henhold til formen på strømningskanalen. Den freste rille-kaldplaten er dannet ved maskinering, og på grunn av prosessbegrensninger er dens varmeavledningskapasitet omtrent 65 W/cm2. Mikrokanal-kaldplate refererer vanligvis til en kaldplate med en kanalstørrelse på 10-1000 µm, som hovedsakelig bearbeides og dannes gjennom en finneskrapeprosess, og har en varmeavledningskapasitet på omtrent 80 W/cm2.

Innen kommunikasjon, med utviklingen av digitalisering, fortsetter datakraften å vokse, og chip varmeflukstetthet fortsetter å stige. Det forventes at brikkens effekttetthet vil overstige 100 W/cm2 innen 3 år. For høyt strømforbruk og høy varmeflukschips er konvensjonelle mikrokanal-kaldplater ikke lenger i stand til å dekke varmespredningsbehovet. For å bryte gjennom flaskehalsen for varmespredning kombineres VC- og mikrokanalvæskekjølte plater for å utnytte den raske varmediffusjonsevnen til VC og varmeoverføringsevnen til væskekjølte mikrokanalplater, og løser varmespredningsproblemet med høy varmeflukschips.

Arbeidsprinsippet til en komposittmikrokanal væskekjøleplate med en jevn temperaturplate: Brikken overfører varme til grensesnittmaterialet og videre til fordampningsoverflaten til VC, ved å utnytte de jevne temperaturkarakteristikkene til VC for å oppnå rask diffusjon eller migrering av varme. Deretter tar den konvektive varmeoverføringen mellom arbeidsfluidet og den kalde platen kontinuerlig bort varmen som genereres av brikken, og oppnår avkjøling av høyvarmefluksbrikken.