水冷散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

時(shí)間：2024-01-23作者：深圳市力同科技有限公司瀏覽：494

水冷又稱(chēng)為液冷。水冷散熱的原理非常簡(jiǎn)單：在一個(gè)密閉的液體循環(huán)裝置，通過(guò)泵產(chǎn)生的動(dòng)力，推動(dòng)密閉系統(tǒng)中的液體循環(huán)，將熱沉吸收的芯片產(chǎn)生的熱量，通過(guò)液體的循環(huán)，帶到面積較大的散熱裝置，進(jìn)行散熱。冷卻后的液體在次回流到吸熱設(shè)備，如此循環(huán)往復(fù)。

由于水冷散熱效率高，熱傳導(dǎo)率為傳統(tǒng)風(fēng)冷方式的20倍以上，可以解決幾百至數(shù)千瓦的散熱問(wèn)題，在激光、**、醫(yī)療、電力電子、工業(yè)設(shè)備等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。

水冷散熱系統(tǒng)的分類(lèi)：

根據(jù)二次換熱器換熱方式的不同，一般情況下可以將水冷散熱系統(tǒng)分為以下三種類(lèi)型：空氣冷卻系統(tǒng)、液體冷卻系統(tǒng)、冷水機(jī)組冷卻系統(tǒng)?？諝饫鋮s系統(tǒng)一般主要由：水冷板、水泵、水箱、熱交換器和風(fēng)機(jī)組成。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是較經(jīng)濟(jì)的水冷系統(tǒng)。冷水機(jī)組冷卻系統(tǒng)：由壓縮機(jī)、水冷板、冷卻塔等部分組成。這種方式水溫可以精確的控制在環(huán)境溫度以下，制冷量大。

水冷式冷水機(jī)組工作原理圖:




液體冷卻系統(tǒng)：它不含壓縮機(jī)，主要由液體交換器、水泵、水箱等組成。低噪音、體積比冷水機(jī)組小一半以上。

水冷板的選擇和計(jì)算

冷板作為水冷系統(tǒng)的重要組成部分，主要是將發(fā)熱元器件產(chǎn)生的熱量與冷卻液充分交換。為了確保器件的發(fā)熱表面在被液體冷卻時(shí)能把所耗散的熱量盡量全部帶走，器件與冷板的接觸和冷板的熱阻就顯得尤為重要！

設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦浒?，需要確定如下參數(shù)：冷卻液體流速，冷卻液體進(jìn)口溫度，安裝在冷板上發(fā)熱器件的熱耗散功率，冷板表面允許的較高溫度T ** x。已知這些參數(shù)，您就可以確定冷板的較大的允許熱阻并且通過(guò)熱仿真分析驗(yàn)證。




Tout：冷卻液體出口溫度Tin： 冷卻液體進(jìn)口溫度Q： 冷板上發(fā)熱器件的總熱耗散功率ρ： 液體的密度V： 冷卻液體流速CP： 冷卻液體的比熱容

計(jì)算冷卻液體出口較高溫度Tout。這個(gè)是非常重要的，如果Tout大于T ** x，那么，冷板將不能解決發(fā)熱問(wèn)題。

假設(shè)Tout小于T ** x，下一步需要確定冷板的標(biāo)準(zhǔn)化熱阻

，使用如下方程：




：熱阻

T ** x： 冷板表面允許的較高溫度Tout： 冷卻液體出口溫度A： 被冷卻區(qū)域的面積Q： 冷板上發(fā)熱器件的總熱耗散功率

系統(tǒng)其他部分設(shè)計(jì)：管道系統(tǒng)和閥門(mén)是水冷系統(tǒng)硬件重要組成部分，主要包括快速接頭、管道、各種功能閥門(mén)（流量控制閥）、過(guò)濾器、其它管接頭及密封件等。

管道的尺寸（如直徑、長(zhǎng)度等），應(yīng)根據(jù)冷卻液的流速來(lái)確定：




其中，Qv為水流量（m3/h）；U為水流速（m/s）。可計(jì)算管道的直徑。系統(tǒng)的管道材料，考慮到冷卻介質(zhì)特殊要求，全部采用無(wú)縫不銹鋼管，局部用聚胺脂管。

冷卻液：必須對(duì)冷卻液的熱傳遞能力、冰點(diǎn)和黏度、沸點(diǎn)和分解溫度、絕緣性能、腐蝕性、可燃性、毒性、費(fèi)用等加以考慮。常用冷卻液有水、乙二醇溶液、硅油等。

泵

泵是冷卻系統(tǒng)中的主要部分，其目的是為了使冷卻劑以能夠克服冷卻回路中總流體摩擦熱所需的流量進(jìn)行循環(huán)。冷卻系統(tǒng)中的常用的泵有離心泵，旋渦泵和齒輪泵。 選擇泵主要依據(jù)冷卻系統(tǒng)所需的流量Qv及壓頭H來(lái)確定。為了便于調(diào)節(jié)，通常水泵的總揚(yáng)程應(yīng)比冷卻系統(tǒng)所計(jì)算的壓力約大15%～20%，流量應(yīng)比計(jì)算值約大15%～20%。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 水冷散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  水冷又稱(chēng)為液冷。水冷散熱的原理非常簡(jiǎn)單：在一個(gè)密閉的液體循環(huán)裝置，通過(guò)泵產(chǎn)生的動(dòng)力，推動(dòng)密閉系統(tǒng)中的液體循環(huán)，將熱沉吸收的芯片產(chǎn)生的熱量，通過(guò)液體的循環(huán)，帶到面積較大的散熱裝置，進(jìn)行散熱。冷卻后的液體在次回流到吸熱設(shè)備，如此循環(huán)往復(fù)。由于水冷散熱效率高，熱傳導(dǎo)率為傳統(tǒng)風(fēng)冷方式的20倍以上，可以解決幾百至數(shù)千瓦的散熱問(wèn)題，在激光、**、醫(yī)療、電力電子、工業(yè)設(shè)備等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。水冷散熱系統(tǒng)的分類(lèi)

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