Keuntungan manajemen termal dari pelat pendingin cair

Dalam perangkat elektronik daya tinggi, manajemen dissipasi panas adalah faktor kunci yang mempengaruhi kinerja perangkat, stabilitas dan umur. Kepadatan daya di bidang komputer, pusat data, catu daya industri, kendaraan energi baru dan peralatan medis terus meningkat, dan pendinginan udara tradisional secara bertahap gagal memenuhi kebutuhan dissipasi panas yang efisien. Liquid Cold Plate (LCP), sebagai solusi dissipasi panas yang efisien, secara bertahap telah menjadi pilihan utama dalam perangkat elektronik daya tinggi dengan kinerja manajemen termal yang sangat baik, efisiensi dissipasi panas dan keuntungan hemat energi.

Perbandingan antara pelat pendinginan cair dan pendinginan udara

1. Perbandingan efisiensi dissipasi panas

Pendinginan udara: bergantung pada konveksi udara dan memiliki kapasitas dissipasi panas terbatas

Pendinginan udara terutama bergantung pada kipas untuk mendorong aliran udara untuk mentransfer panas yang dihasilkan oleh peralatan elektronik ke lingkungan sekitarnya melalui heat sink. Kapasitas dissipasi panasnya terbatas oleh kapasitas panas dan konduktivitas termal udara, terutama dalam kasus kepadatan daya tinggi atau suhu sekitar yang tinggi, efisiensi dissipasi panas udara jauh lebih rendah daripada pendinginan cairan.

Disipasi panas pelat pendingin cair: konduksi panas yang efisien melalui sirkulasi cairan pendingin

Pelat pendingin cair menggunakan cairan pendingin dengan konduktivitas termal yang sangat baik (seperti air, larutan etilen glikol, cairan dielektrik, dll.) untuk mengalir melalui pipa tertutup untuk menghilangkan panas. Kapasitas panas khusus cairan jauh lebih tinggi daripada udara, yang dapat menyerap dan menghilangkan panas lebih cepat dan menjaga peralatan pada suhu operasi yang lebih rendah. Oleh karena itu, pelat pendingin cair memiliki efisiensi dissipasi panas yang lebih tinggi daripada pendinginan udara dan cocok untuk aplikasi dengan kepadatan daya yang lebih tinggi.

2. Perbandingan ketahanan termal dan efisiensi konduksi panas

Tahanan termal dari sistem pendinginan udara besar, dan efisiensi pertukaran panas antara radiator dan udara terbatas.

Resistansi termal pelat pendingin cair rendah, dan kontak langsung antara cairan pendingin dan permukaan penyebaran panas membuat konduksi energi panas lebih cepat, memastikan bahwa peralatan dapat menyelesaikan transfer panas dalam waktu singkat dan meningkatkan kapasitas penyebaran panas sistem.

3. Perbandingan ukuran peralatan dan pemanfaatan ruang

Sistem pendinginan udara biasanya membutuhkan radiator besar dan beberapa kipas untuk meningkatkan efek dissipasi panas, tetapi ini akan meningkatkan ukuran peralatan dan menyebabkan penurunan pemanfaatan ruang. Terutama dalam aplikasi yang terbatas ruang seperti server kepadatan tinggi, stasiun basis 5G, dan sistem manajemen baterai kendaraan listrik, pendinginan udara sering tidak dapat memenuhi kebutuhan.

Pelat pendingin cair memiliki struktur kompak dan kapasitas dissipasi panas yang kuat, yang dapat secara efektif menghemat ruang peralatan dan dapat disesuaikan sesuai dengan struktur peralatan, cocok untuk berbagai tata letak yang kompleks.

4. Perbandingan konsumsi energi dan kebisingan

Pendinginan udara bergantung pada kipas untuk bekerja. Kipas kecepatan tinggi mengkonsumsi banyak listrik, dan suara yang dihasilkan oleh kipas selama operasi besar, mempengaruhi kenyamanan lingkungan keseluruhan peralatan.

Aliran cairan pendingin pelat pendingin cair biasanya bergantung pada sistem pompa daya rendah, yang dapat secara signifikan mengurangi konsumsi energi dan memiliki kebisingan operasi yang sangat rendah. Cocok untuk adegan dengan kebisingan tinggi seperti pusat data dan peralatan medis.

5. Perbandingan keandalan dan biaya pemeliharaan

Kipas pendinginan udara rentan terhadap akumulasi debu, yang mempengaruhi efisiensi penyebaran panas dan membutuhkan pembersihan dan pemeliharaan teratur. Selain itu, sebagai komponen mekanis, kipas memiliki masalah keausan, yang mempengaruhi keandalan jangka panjang sistem.

Sistem pelat pendinginan cair biasanya menggunakan pendinginan loop tertutup. Desain tanpa kipas mengurangi risiko kegagalan mekanis, dan cairan pendingin beredar untuk waktu yang lama, dengan persyaratan pemeliharaan yang rendah, yang sangat mengurangi biaya pemeliharaan dan tingkat kegagalan peralatan.

2. Aplikasi pelat pendingin cair dalam peralatan elektronik daya tinggi

1. Pusat data dan komputasi berkinerja tinggi (HPC)

Pusat data modern membawa tugas beban tinggi seperti komputasi awan, kecerdasan buatan, dan analisis data besar, dan kepadatan daya server dan cluster GPU terus meningkat. Solusi pendinginan udara tradisional sulit untuk mengontrol suhu secara efektif, sementara pelat pendingin cair dapat secara akurat mengontrol suhu chip, mengurangi pemanasan berlebihan dan pengurangan frekuensi, dan meningkatkan efisiensi komputasi. Pada saat yang sama, solusi pendinginan cair dapat mengurangi konsumsi daya kipas, mengurangi PUE (efisiensi penggunaan daya) pusat data, dan menghemat energi dan melindungi lingkungan.

2. Kendaraan listrik (EV) dan peralatan energi baru

Paket baterai kendaraan listrik dan sistem elektronik daya membutuhkan disipasi panas yang efisien untuk menjaga umur baterai dan stabilitas sistem. Pelat pendingin cair banyak digunakan dalam sistem manajemen baterai kendaraan listrik (BMS), inverter, dan peralatan pengisian daya untuk memastikan bahwa komponen daya tinggi beroperasi dengan aman dalam kondisi ekstrim.

3. Peralatan medis

Peralatan medis seperti MRI, CT scanner, dan perangkat terapi laser memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk kontrol suhu. Pelat pendingin cair dapat menyediakan solusi dissipasi panas yang stabil untuk memastikan bahwa peralatan beroperasi dengan presisi tinggi untuk waktu yang lama dan meningkatkan keselamatan pasien.

4. Otomatisasi industri dan elektronik daya

Pelat pendingin cair banyak digunakan dalam perangkat elektronik daya tinggi seperti inverter industri, modul IGBT, dan peralatan pemotongan laser, menyediakan mereka dengan solusi manajemen termal yang efisien dan meningkatkan daya tahan peralatan dan stabilitas kerja.

5. Aerospace dan Pertahanan

Sistem elektronik aerospace, satelit, radar, dan komputer militer perlu bekerja dengan stabil dalam kondisi suhu ekstrim. Kemampuan dissipasi panas yang efisien dari pelat pendingin cair menjadikannya pilihan yang ideal untuk mendinginkan elektronik aerospace, meningkatkan keandalan peralatan dan efisiensi operasi.

Dibandingkan dengan pendinginan udara tradisional, pelat pendingin cair unggul dalam hal efisiensi dissipasi panas, konsumsi energi, volume, kebisingan, dan biaya pemeliharaan, dan sangat cocok untuk perangkat elektronik kepadatan daya tinggi. Dengan perkembangan industri seperti komputasi berkinerja tinggi, kecerdasan buatan, kendaraan listrik, dan otomatisasi industri, teknologi pendinginan cair akan terus dioptimalkan dan menjadi solusi manajemen termal arus utama di masa depan.