Plăcile de răcire cu lichid sunt componente cheie în sistemele de management termic și sunt utilizate pe scară largă în electronice, vehicule EV și aplicații industriale pentru a disipa căldura departe de componentele critice. Următorul este un ghid cuprinzător care detaliază procesul de fabricație, tipurile de plăci de răcire cu lichid, instalare și alți factori de luat în considerare atunci când proiectați o placă de răcire cu lichid. Acest lucru vă poate ajuta să vă gândiți mai cuprinzător cum să personalizați o placă de răcire cu lichid pentru a îmbunătăți performanța termică a echipamentului dumneavoastră electric.
Cerință materială
Alegerea materialelor potrivite este primul pas în proiectarea unei plăci eficiente de răcire cu lichid. Materialele utilizate în mod obișnuit includ aluminiul și cuprul, ambele fiind utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor excelente de conductivitate termică și procesabilitate. Aluminiul este o opțiune ușoară și relativ ieftină, potrivită pentru majoritatea aplicațiilor; în timp ce cuprul, deși mai scump, oferă o conductivitate termică mai bună și este ideal pentru aplicații care necesită o eficiență termică mai mare.
Aluminiul este utilizat pe scară largă în sistemele de răcire cu lichid datorită echilibrului său excelent între conductivitate termică, greutate și cost. Este deosebit de popular în aplicațiile în care greutatea și bugetul sunt considerații cheie, cum ar fi electronicele de larg consum sau sistemele auto. În plus, conductivitatea aluminiului este de 237 W/(m·K), ceea ce poate satisface și nevoile majorității echipamentelor.
În termeni de masă, densitatea cuprului este de 2,7 g/cm³ (o treime din densitatea fierului și a cuprului) și cea a aluminiului. Greutatea redusă face ca aluminiul să fie utilizat pe scară largă în materialele auto, cum ar fi plăcile de răcire cu apă, plăcile de capăt pentru automobile etc.
Din punct de vedere chimic, aluminiul are o rezistență bună la coroziune, mai ales atunci când pe suprafața sa se formează o peliculă densă de oxid, care poate proteja eficient metalul intern de coroziune ulterioară.
Tipuri de profile diferite din aluminiu
Diferite tipuri de aluminiu se reflectă în principal în compoziția lor, proprietățile mecanice și caracteristicile de prelucrare. Aceste diferențe fac anumite tipuri de aluminiu mai potrivite pentru scenarii de aplicare specifice. În proiectarea plăcilor răcite cu apă pentru vehiculele cu energie nouă, este esențial să selectați modelul de aluminiu adecvat pentru a asigura eficiența și fiabilitatea sistemului de răcire.
-T1 (aluminiu pur):
cum ar fi 1050, 1060 etc., care conțin mai mult de 99% aluminiu, cu o conductivitate electrică și termică bună, dar rezistență scăzută.
-T2 (aliaj aluminiu-cupru):
cum ar fi 2024, cu cuprul ca element principal de aliaj, care are o rezistență mai mare, dar o rezistență slabă la coroziune.
-T3 (aliaj aluminiu-mangan):
cum ar fi 3003, adăugarea de element de mangan îmbunătățește rezistența și rezistența la coroziune și are performanțe bune de procesare.
-T5 (aliaj aluminiu-magneziu):
precum 5052, adăugarea de magneziu îmbunătățește semnificativ rezistența și rezistența la coroziune, potrivite în special pentru aplicațiile care necesită o rezistență bună la coroziune în apă de mare.
-T6 (aliaj aluminiu magneziu siliciu):
cum ar fi 6061, care oferă proprietăți mecanice bune, rezistență la coroziune și sudabilitate și este unul dintre cele mai frecvent utilizate aliaje structurale de aluminiu.
Exemplu: aluminiu utilizat în vehiculele EV
În aplicarea plăcilor răcite cu apă în vehiculele cu energie nouă, modelele din aluminiu utilizate în mod obișnuit sunt Aluminiu 6061 în T6 și Aluminiu 5052 în T5. Aceste două aliaje de aluminiu sunt utilizate pe scară largă la fabricarea plăcilor de plăci reci lichide datorită proprietăților lor complete excelente. Iată principalele motive pentru utilizarea ambelor în fabricarea plăcilor reci personalizate
-6061 aliaj de aluminiu:
Are proprietăți mecanice și sudabilitate bune, precum și rezistență excelentă la coroziune. În special după tratamentul termic, limita sa de curgere (18,000 psi) poate îndeplini cerințele de rezistență structurală ale vehiculelor electrice proiectate la comandă. În plus, aliajul de aluminiu 60601 are, de asemenea, proprietăți bune de procesare și este potrivit pentru proiectarea și fabricarea plăcilor reci cu forme complexe. Cu toate acestea, toleranța față de sarcina termică nu este la fel de bună ca T6 6061.
-5052 aliaj de aluminiu:
Are o rezistență mai bună la coroziune, în special la apa de mare și la coroziune atmosferică, ceea ce face ca 5052 să funcționeze mai bine în aplicații cu cerințe de mediu mai exigente. Proprietățile sale mecanice și proprietățile de prelucrare sunt, de asemenea, foarte potrivite pentru cerințele diferitelor aplicații prezentate mai jos.
Tipuri de proiectare a plăcilor reci
Kaixin Aluminiupoate produce plăci reci după cerința dvs. Iată câteva exemple pentru a vă decide ce tip de design personalizat de placă rece este potrivit pentru afacerea dvs.:
Placă rece lichidă de sudare prin frecare cu agitare (FSW)
Friction Stir Welding (FSW) placa rece lichidă este un proces avansat de proiectare de răcire care utilizează procesul de sudare prin frecare cu agitare pentru a îmbina materialele fără a le topi, cum ar fi aliajul de aluminiu. Această tehnică implică utilizarea unei scule neconsumabile (prelucrare CNC) pentru a genera căldură prin frecare și deformare plastică la locul de sudare, ceea ce duce la o îmbinare în stare solidă de înaltă calitate între piesele sudate. Procesul este deosebit de eficient pentru crearea plăcilor reci lichide, care sunt componente esențiale în sistemele de răcire pentru diverse aplicații, cum ar fi electronice de mare putere, vehicule EV și sisteme de energie regenerabilă.
Avantajul FSW Cold Plate
-Performanță termică superioară:FSW asigură o legătură uniformă și puternică de-a lungul îmbinării, ceea ce îmbunătățește conductivitatea termică și eficiența plăcii reci. Acest lucru este crucial pentru aplicațiile care necesită o disipare eficientă a căldurii.
-Imbinari rezistente la scurgeri:Natura în stare solidă a procesului FSW are ca rezultat îmbinări rezistente la scurgeri, făcându-l o alegere ideală pentru sistemele de răcire cu lichid în care integritatea scurgerilor este primordială.
- Rezistență și durabilitate ridicate:Procesul de sudare nu introduce defecte precum porozitatea sau fisurarea care sunt comune în tehnicile tradiționale de sudare, ceea ce duce la o placă rece mai durabilă și mai fiabilă.
- Geometrii complexe:Procesul permite sudarea formelor și modelelor complexe, permițând crearea de canale de răcire eficiente în interiorul plăcii rece pentru a optimiza transferul de căldură, ceea ce înseamnă că puteți personaliza canalele interne după cum doriți, utilizând prelucrarea CNC de înaltă precizie și fără a utiliza niciun fel. conductă de căldură de cupru în interiorul schimbătorului de căldură.
Radiator personalizat cu țeavă de cupru
În general, plăcile reci lichide cu țevi de cupru sunt cele mai comune în industria termică. Cu toate acestea, experții noștri în domeniul termic de la Kaixin Aluminium au combinat tehnologia radiatorului și a plăcii reci într-unradiator conductă de cupru. Transferă în mod eficient căldura de la sursa de căldură către alte părți ale schimbătorului de căldură, apoi transferă căldură prin tehnologii de răcire cu aer sau cu plăci reci. Acest design îmbunătățește semnificativ eficiența disipării căldurii, deoarece are un radiator mare și este asistat de o placă de răcire cu lichid, făcându-l foarte potrivit pentru răcirea computerelor de mare putere și a celulelor bateriei EV.
Placă rece de lichid cu vid
ThePlacă de răcire cu lichid în videste o soluție de management termic, constând dintr-o placă de răcire cu lichid în vid realizată prin lipirea împreună a unei plăci de bază și a unei plăci de acoperire. În acest design inovator, lichidele de răcire curg în canale sau tuburi încorporate în placa rece, în timp ce zona înconjurătoare este evacuată pentru a crea un vid.
Acest mediu de vid reduce semnificativ rezistența termică dintre placa rece și fluidul de răcire, permițând transferului căldurii de la sursa de căldură la lichidul de răcire mai eficient. În plus, mediul de vid reduce semnificativ rezistența termică dintre substraturi, permițând transferului căldurii de la sursa de căldură la fluidul de răcire mai eficient.
Placă rece lichidă cu tub de cupru incorporat
Placa rece lichidă cu un tub de cupru încorporat este una dintre cele mai comune tehnologii de răcire cu lichid. Realizează transferul de căldură prin țevi de răcire cu lichid în interiorul plăcii de răcire. În modelele de înaltă eficiență, tuburile de cupru sunt încorporate în această placă de răcire, care este de obicei realizată din aluminiu sau alte materiale conductoare termic. Tubul de cupru acționează ca un canal pentru lichidul de răcire, transferând căldură eficientă de la componentele electronice de răcire de mare putere sau alte surse de căldură către lichidul din tub.
Tehnologia de fabricație-Tehnologia Deep Buried Pipe
Tehnologia tubului îngropat este o metodă avansată de fabricare a plăcilor de răcire cu lichid prin prelucrarea canalelor adânci în materialul plăcii de răcire și apoi încorporarea de cupru sau alte tipuri de conducte metalice în aceste canale. Aceste conducte sunt îngropate adânc în placa de răcire și oferă o cale pentru ca lichidul de răcire să transfere căldura departe de componentele electronice. Datorită conductivității termice ridicate a cuprului și a anumitor metale, aceste țevi pot transfera eficient căldura de la sursa de căldură la lichidul de răcire, permițând o disipare eficientă a căldurii.
-Tehnologia Shallow Buried Pipe
Tehnologia țevilor îngropate puțin adânc este similară ca concept cu soluția de placă rece îngropată adânc, dar adâncimea de procesare a canalului este mai mică decât cea îngropată adânc (aproximativ 5-10 mm) prin luarea în considerare a diferitelor cerințe. Această tehnică implică prelucrarea canalelor de mică adâncime în interiorul plăcii de răcire și încorporarea țevilor în ele.
Tehnologie de răcire cu schimbare de fază
Placă rece cu schimbare de fază (camera de vapori).este o metodă eficientă de management termic care utilizează căldura latentă a lichidului de răcire în timpul procesului de tranziție a stării pentru a absorbi și transfera căldură. În timpul acestui proces, lichidul de răcire trece de la o stare lichidă la o stare gazoasă, absorbind o cantitate mare de căldură, obținând astfel o răcire eficientă a echipamentelor electronice sau a altor surse de căldură. Această tehnologie este deosebit de utilă în aplicațiile care necesită manipularea sarcinilor termice mari sau răcirea eficientă în spații compacte.
Tehnologie Stacked Layer
presupune stivuirea mai multor plăci subțiri și sudarea lor între ele, fiecare placă fiind proiectată să aibă canale de răcire, formând astfel o rețea de răcire tridimensională complexă. Acest design permite lichidului de răcire să curgă în mai multe direcții, sporind eficiența disipării căldurii. La fabricarea plăcilor de răcire cu lichid, este esențial să îmbinați diferite plăci împreună folosind sudură (cum ar fi sudarea cu laser sau lipirea) sau un adeziv special termoconductiv pentru a menține sistemul de răcire cu lichid.
Acest proces utilizează foarte mult spațiul de distribuție al conductelor de căldură, iar caracteristicile dintre diferitele materiale pot obține performanțe termice mai puternice. Înainte de a proiecta designul plăcilor reci lichide, vă rugămcontactați inginerii Kaixin Aluminiumdespre placa rece personalizată a afacerii și ideilor dvs.
Instalarea sistemelor de răcire cu lichid
Orientarea montării are un impact direct asupra condițiilor de funcționare a plăcilor reci lichide. Direcțiile de instalare diferite vor afecta viteza de curgere a lichidului și eficiența transferului de căldură al lichidului de răcire. Prin urmare, este important să alegeți direcția corectă de instalare atunci când instalați plăci reci.
- Instalare verticala:
Utilizează gravitația pentru a ajuta fluxul natural de lichid de răcire, reducând energia necesară pentru pomparea lichidului de răcire. Această configurație ajută la obținerea unei distribuții mai uniforme a lichidului de răcire, în special în părțile superioare ale plăcii de răcire, ajutând la evitarea punctelor fierbinți. Acest tip de instalare este, de asemenea, potrivit în mod special pentru aplicațiile în care înălțimea este limitată, dar lățimea sau adâncimea sunt ample, cum ar fi sistemele de calcul de înaltă performanță sau echipamentele industriale mari.
- Instalare orizontala:
Instalarea orizontală permite amplasarea plăcii de răcire cu lichid deasupra sau sub sursa de căldură, facilitând un transfer mai direct de căldură. Această metodă este potrivită pentru aplicații în care spațiul vertical este limitat, cum ar fiplăci reci lichide pentru acumulatori EVsau sisteme de răcire CPU.
-Alte orientări de instalare:
În unele aplicații speciale, instalarea oblică sau altă instalare personalizată poate fi utilizată în funcție de aspectul specific al spațiului și cerințele de gestionare termică. Această instalare flexibilă îi ajută pe inginerii Kaixin să profite la maximum de spațiul disponibil în timp ce optimizează răcirea. Puteți contacta inginerul nostru pentru a obține o experiență mai semnificativă cu instalarea plăcilor reci.
Plăci de răcire cu lichid Runner Design
Aspect alergător
Pentru o răcire uniformă, canalele de curgere ar trebui să fie distribuite uniform sub sau în jurul sursei de căldură, pentru a se asigura că fiecare zonă este răcită eficient și îndreptată direct către sursa de căldură. În plus, aspectul ar trebui să fie direct aliniat cu locația sursei de căldură, în special pentru zonele cu densitate mare de putere, ceea ce poate îmbunătăți eficiența transferului de căldură.
Dimensiunea alergătorului
Lățimea și adâncimea canalului de curgere trebuie proiectate pe baza cererii de răcire și a debitului. Canalele de curgere prea largi sau adânci pot reduce rezistența la fluid, dar pot afecta și rezistența structurală a profilului de aluminiu. Putețiutilizați simularea CFD pentru a decide care soluție este cea mai bună pentru placa dumneavoastră rece, iar experții noștri în domeniul termic sunt încântați să vă împărtășească câteva experiențe.
Distribuția sursei de căldură
Locația sursei de căldură determină direct dispunerea canalelor de curgere în placa de răcire cu lichid. Pentru a obține un transfer eficient de căldură, calea de curgere trebuie proiectată pentru a conduce lichidul de răcire direct la sursa de căldură. De exemplu, dacă sursa de căldură este situată în centrul bateriei EV, designul canalului de curgere ar trebui să fie concentrat în zona centrală pentru a se asigura că lichidul de răcire.
Pe de altă parte, dacă sursele de căldură sunt distribuite la margini, canalul de curgere trebuie extins până la marginile acumulatorului.
Evitarea structurală
Când proiectați placa de răcire cu lichid, asigurați-vă că dispunerea canalelor de curgere menține o distanță adecvată față de orificiile de fixare sau de montare de pe placa rece. Acest design este pentru a evita deteriorarea canalului de curgere în timpul procesului de fabricație.
Cerințele specifice pentru distanța de siguranță pot varia în funcție de materialul și metoda de prelucrare a plăcii reci. Puteți consulta instrucțiunile privind distanța minimă de siguranță recomandate de producătorul plăcii rece sau puteți iniția o analiză CFD. De obicei, această distanță ar trebui să fie cel puțin egală cu grosimea materialului plăcii rece.
Reduceți rezistența internă
-Design canal de curgere paralelă
Proiectarea canalului de curgere paralelă implică aranjarea mai multor canale pe același plan, permițând lichidului de răcire să curgă prin aceste canale simultan. Acest design ajută la dispersarea fluxului de fluid, reducând viteza de curgere în fiecare canal și, prin urmare, scăzând rezistența la curgere. Canalele de curgere paralelă pot îmbunătăți, de asemenea, redundanța sistemului; chiar dacă un canal este blocat sau are scurgeri, alte canale pot menține eficiența răcirii. La proiectarea canalelor de curgere paralele, este necesar să se asigure că distribuția debitului în fiecare canal este uniformă pentru a preveni debitul excesiv în unele canale care ar putea duce la scurgeri sau deteriorare.
-Design canal de flux în serie
Proiectarea canalului de flux în serie implică conectarea mai multor canale în secvență, permițând lichidului de răcire să curgă prin fiecare canal pe rând. Acest design poate extinde calea de curgere a fluidului în placa rece, crescând astfel timpul de contact cu sursa de căldură și îmbunătățind eficiența schimbului de căldură. Cu toate acestea, proiectarea canalelor de curgere în serie poate crește rezistența totală la curgere, așa că este necesar să se optimizeze cu atenție dimensiunea și forma fiecărui canal, precum și conexiunile acestora, pentru a minimiza rezistența la curgere.
Tratament de suprafață
Tratamentele de suprafață joacă un rol crucial în proiectarea plăcilor de răcire cu lichid. Kaixin Aluminium vă poate oferi diferite tratamente de suprafață, inclusiv anodizare, galvanizare, acoperire cu pulbere, pasivizare etc.
Anodizare
Anodizarea este utilizată în principal pentru panourile frigorifice din aluminiu. Aceasta implică transformarea electrochimică a unei suprafețe metalice într-o peliculă anodizată puternică, rezistentă la coroziune. Această peliculă de oxid nu este aplicată pe suprafață, cum ar fi vopsea sau placare, ci este complet integrată cu substratul de aluminiu subiacent, astfel încât să nu se decojească sau să nu se decojească. Suprafața anodizată îmbunătățește disiparea căldurii, rezistă la coroziune și oferă o suprafață mai bună pentru materialele de interfață termică (TIM).
Galvanizarea
Galvanizarea implică utilizarea unui curent electric pentru a acoperi un strat subțire de metal, cum ar fi nichelul sau cuprul, pe o placă rece. Această metodă îmbunătățește rezistența la coroziune, conductivitatea electrică și rezistența la uzură a plăcii. Suprafața galvanizată îmbunătățește și aspectul plăcii reci.
Acoperire cu pulbere
Acoperirea cu pulbere este un proces de finisare uscată în care un material pulbere este pulverizat pe o suprafață și apoi solidificat la căldură pentru a forma o piele. Este folosit pentru calitățile sale estetice și oferă un finisaj durabil, rezistent la coroziune. Vopsirea cu pulbere este disponibilă într-o varietate de culori și texturi, permițând personalizarea în funcție de nevoile estetice
Pasivare
Pasivarea este un proces de tratare chimică a plăcilor reci din oțel inoxidabil care îndepărtează fierul de la suprafață și îmbunătățește stratul natural de oxid de crom rezistent la coroziune. Acest proces este esențial pentru a preveni coroziunea și pentru a asigura utilizarea pe termen lung a plăcii reci în medii dure.
Dacă aveți nevoie să aflați mai multe informații despre plăcile reci personalizate sau despre tratamentele de suprafață, vă rugăm să vizitați lista de produsesaucontactați Kaixin Aluminiumastăzi și vă vom repeta în 24 de ore!