設(shè)備的性能不斷提升,與此同時,設(shè)備運行時產(chǎn)生的熱量也成為了制約其性能發(fā)揮和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱方式在面對高功率、高性能設(shè)備時,往往顯得力不從心。于是,定制化液冷散熱器解決方案應(yīng)運而生,為解決散熱難題提供了更為高效、精準(zhǔn)的途徑。
一、定制化液冷散熱器解決方案的誕生背景
隨著計算機技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)中心以及 5G 通信等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,電子設(shè)備的芯片集成度越來越高,功率密度不斷增大。例如,高性能的服務(wù)器 CPU、GPU,以及數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模計算集群,在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量。若不能及時有效地散熱,這些設(shè)備的性能將受到嚴(yán)重影響,甚至可能因過熱而損壞。傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱器依靠空氣對流散熱,散熱效率相對有限,難以滿足這些高性能設(shè)備日益增長的散熱需求。因此,為了突破散熱瓶頸,定制化液冷散熱器解決方案逐漸成為行業(yè)關(guān)注的焦點。
二、定制化液冷散熱器解決方案的優(yōu)勢
(一)高效散熱性能
液冷散熱器利用液體作為散熱介質(zhì),其比熱容比空氣大得多,能夠吸收更多的熱量。定制化的設(shè)計可以根據(jù)設(shè)備的發(fā)熱特點和布局,精確地規(guī)劃冷卻液的流動路徑和散熱模塊的位置,使冷卻液能夠直接接觸到發(fā)熱源,實現(xiàn)高效的熱量傳遞。相比傳統(tǒng)風(fēng)冷,液冷散熱器能夠?qū)⒃O(shè)備溫度降低 10℃ - 30℃,有效保障設(shè)備在高負(fù)載運行下的穩(wěn)定性和性能。
(二)精 準(zhǔn)適配設(shè)備需求
不同的電子設(shè)備在結(jié)構(gòu)、發(fā)熱部位和散熱要求上存在差異。定制化液冷散熱器解決方案可以根據(jù)具體設(shè)備的特點進行量身定制。無論是復(fù)雜的服務(wù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu),還是形狀各異的電子元器件布局,都能通過定制化設(shè)計,實現(xiàn)散熱器與設(shè)備的完美適配。這種精準(zhǔn)適配確保了散熱系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮作用,避免了因通用型散熱器與設(shè)備不匹配而導(dǎo)致的散熱死角和效率低下問題。
(三)低噪音運行
風(fēng)冷散熱器在工作時,風(fēng)扇需要高速旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生足夠的風(fēng)量,這不可避免地會產(chǎn)生噪音。而液冷散熱器主要依靠冷卻液的循環(huán)來散熱,沒有風(fēng)扇或者風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低,運行噪音大大降低。對于對噪音要求較高的環(huán)境,如數(shù)據(jù)中心、辦公室等,定制化液冷散熱器的低噪音優(yōu)勢尤為突出,能夠為用戶提供一個安靜的工作和運行環(huán)境。
(四)節(jié)省空間與優(yōu)化布局
定制化液冷散熱器可以根據(jù)設(shè)備的空間限制進行靈活設(shè)計,能夠更好地利用設(shè)備內(nèi)部的空間,實現(xiàn)緊湊的散熱布局。與傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱器相比,液冷散熱器不需要占用大量的空間來安裝大型風(fēng)扇和散熱鰭片,有助于優(yōu)化設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高設(shè)備的集成度和空間利用率。
三、定制化液冷散熱器解決方案的設(shè)計要點
(一)熱設(shè)計計算
在定制化液冷散熱器的設(shè)計過程中,首先需要進行精 確的熱設(shè)計計算。這包括對設(shè)備各個發(fā)熱部件的功率、發(fā)熱量進行準(zhǔn)確評估,確定冷卻液的流量、流速以及所需的散熱面積等參數(shù)。通過熱設(shè)計計算,可以為后續(xù)的散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù),確保散熱器能夠滿足設(shè)備的散熱需求。
(二)冷卻液的選擇
冷卻液的性能直接影響到液冷散熱器的散熱效果。常用的冷卻液有水、乙二醇水溶液、礦物油等。在選擇冷卻液時,需要考慮其比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、腐蝕性、沸點、凝固點等因素。例如,水具有較高的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù),是一種良好的散熱介質(zhì),但在低溫環(huán)境下容易結(jié)冰,需要添加防凍劑。而礦物油具有良好的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,適用于對電氣絕緣要求較高的設(shè)備。
(三)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計
散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計是定制化液冷散熱器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)備的發(fā)熱分布和空間布局,設(shè)計合理的冷卻液流動通道和散熱模塊。常見的散熱結(jié)構(gòu)包括冷板、液冷管路、散熱器等。冷板直接與發(fā)熱部件接觸,將熱量傳遞給冷卻液;液冷管路負(fù)責(zé)冷卻液的循環(huán)流動;散熱器則將冷卻液中的熱量散發(fā)到空氣中。在設(shè)計散熱結(jié)構(gòu)時,要確保冷卻液能夠均勻地流經(jīng)各個發(fā)熱部位,避免出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。
(四)密封與防漏設(shè)計
液冷散熱器系統(tǒng)中,冷卻液的密封至關(guān)重要。一旦發(fā)生冷卻液泄漏,不僅會影響散熱效果,還可能對電子設(shè)備造成損壞。因此,在設(shè)計過程中,要采用可靠的密封技術(shù)和材料,如密封膠、密封圈等,確保冷卻液在循環(huán)過程中不會泄漏。同時,還需要設(shè)置泄漏檢測裝置,以便及時發(fā)現(xiàn)和處理泄漏問題。
四、定制化液冷散熱器解決方案的應(yīng)用場景
(一)數(shù)據(jù)中心
數(shù)據(jù)中心擁有大量的服務(wù)器和存儲設(shè)備,這些設(shè)備在運行過程中會產(chǎn)生巨大的熱量。定制化液冷散熱器解決方案可以根據(jù)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模、布局和設(shè)備特點進行設(shè)計,實現(xiàn)高效的集中散熱。采用液冷技術(shù)的數(shù)據(jù)中心能夠顯著降低設(shè)備溫度,提高設(shè)備的可靠性和使用壽命,同時還能降低能源消耗,符合數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的發(fā)展趨勢。
(二)高性能計算機
高性能計算機(HPC)對散熱要求極高,其 CPU、GPU 等核心部件在運算過程中會產(chǎn)生大量熱量。定制化液冷散熱器能夠針對 HPC 的特殊結(jié)構(gòu)和發(fā)熱需求進行定制,確保各個部件都能得到充分的散熱,從而保障 HPC 在長時間的高強度運算中保持穩(wěn)定的性能。
(三)5G 基站
5G 基站的功率密度比 4G 基站更高,散熱問題更為突出。定制化液冷散熱器可以根據(jù) 5G 基站的設(shè)備布局和散熱需求,設(shè)計出緊湊、高效的散熱方案。通過液冷散熱,能夠有效降低 5G 基站設(shè)備的溫度,提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性,保障 5G 網(wǎng)絡(luò)的正常運行。
(四)工業(yè)自動化設(shè)備
在工業(yè)自動化領(lǐng)域,一些高端的工業(yè)控制設(shè)備、機器人等也對散熱有較高要求。定制化液冷散熱器可以根據(jù)這些設(shè)備的工作環(huán)境和散熱特點進行設(shè)計,確保設(shè)備在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中能夠穩(wěn)定運行,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
綜上所述,定制化液冷散熱器解決方案憑借其高效的散熱性能、精準(zhǔn)的適配性以及諸多優(yōu)勢,在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。