ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำมีอะไรบ้าง

ในฐานะซัพพลายเออร์ชุดเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำ ฉันมักพบคำถามเกี่ยวกับข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับส่วนประกอบที่จำเป็นเหล่านี้ การนำความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานกำลังสูงซึ่งการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ ในบล็อกโพสต์นี้ ผมจะเจาะลึกข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับส่วนประกอบเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำ โดยสำรวจปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อข้อกำหนดเหล่านี้และผลกระทบต่ออุตสาหกรรมต่างๆ

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการนำความร้อน

การนำความร้อนเป็นการวัดความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน ถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนที่สามารถถ่ายโอนผ่านพื้นที่หน่วยของวัสดุในหนึ่งหน่วยเวลา โดยมีหน่วยไล่ระดับอุณหภูมิผ่านวัสดุ ยิ่งค่าการนำความร้อนของวัสดุสูงเท่าไรก็ยิ่งสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ในบริบทของการประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ ค่าการนำความร้อนเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ส่งผลต่ออัตราการดึงความร้อนออกจากแหล่งความร้อนและถ่ายโอนไปยังน้ำหล่อเย็น

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อข้อกำหนดการนำความร้อน

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงความหนาแน่นของพลังงานของแหล่งความร้อน ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น และการออกแบบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ

ความหนาแน่นพลังงานของแหล่งความร้อน

ความหนาแน่นของพลังงานของแหล่งความร้อนเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีอิทธิพลต่อข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ การใช้งานที่มีกำลังสูง เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และศูนย์ข้อมูล จะสร้างความร้อนจำนวนมากซึ่งจำเป็นต้องกระจายอย่างมีประสิทธิภาพ ในการใช้งานเหล่านี้ จำเป็นต้องมีชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนสามารถถ่ายโอนจากแหล่งความร้อนไปยังน้ำหล่อเย็นได้อย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างเช่น ในชุดแบตเตอรี่ EV ความหนาแน่นของพลังงานอาจสูงถึงหลายกิโลวัตต์ต่อลิตร เพื่อรักษาอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วงการทำงานที่ปลอดภัย จึงมีการใช้ชุดแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากเซลล์แบตเตอรี่ไปยังน้ำหล่อเย็น ค่าการนำความร้อนของวัสดุแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำส่งผลโดยตรงต่อการกระจายอุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่ ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

ช่วงอุณหภูมิในการทำงานเป็นอีกปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ การใช้งานที่แตกต่างกันมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่แตกต่างกัน และค่าการนำความร้อนของวัสดุแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำจะต้องเหมาะสมกับช่วงอุณหภูมิเฉพาะ

ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานด้านยานยนต์ ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอาจอยู่ระหว่าง -40°C ถึง 120°C ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำที่ใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์จำเป็นต้องมีการนำความร้อนที่ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้างนี้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำจะต้องเข้ากันได้กับส่วนประกอบอื่นๆ ในระบบ เพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดจากความร้อนและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น

อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น

อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นยังส่งผลต่อข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำอีกด้วย อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนระหว่างแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำและน้ำหล่อเย็น ซึ่งสามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งความร้อนและน้ำหล่อเย็นได้ อย่างไรก็ตาม อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่สูงขึ้นยังต้องใช้กำลังสูบที่สูงขึ้นอีกด้วย ซึ่งสามารถเพิ่มการใช้พลังงานของระบบทำความเย็นได้

ดังนั้น การนำความร้อนของวัสดุแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำจึงต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนและความต้องการพลังงานในการสูบสมดุลกัน ในบางกรณี ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีช่องไมโครหรือโครงสร้างการถ่ายเทความร้อนที่ได้รับการปรับปรุงอื่นๆ สามารถใช้เพื่อเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยไม่ต้องเพิ่มกำลังในการสูบอย่างมีนัยสำคัญ

การออกแบบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ

การออกแบบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำยังมีบทบาทสำคัญในการกำหนดข้อกำหนดการนำความร้อน รูปร่าง ขนาด และรูปแบบของช่องระบายความร้อนในแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำอาจส่งผลต่อการกระจายการไหลของน้ำหล่อเย็นและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

ตัวอย่างเช่น แผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีการกระจายการไหลสม่ำเสมอสามารถรับประกันได้ว่าทุกส่วนของแหล่งความร้อนจะถูกระบายความร้อนอย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดยรวมได้ นอกจากนี้ การใช้วัสดุการนำความร้อนสูงสำหรับตัวแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำและช่องระบายความร้อนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนได้ดียิ่งขึ้น

ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมและการใช้งานเฉพาะ ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ:

อุตสาหกรรมยานยนต์

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแบตเตอรี่ EV อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับส่วนประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำในรถยนต์ค่อนข้างสูง เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง

ตัวอย่างเช่น ในระบบระบายความร้อนแบตเตอรี่ EV ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำต้องมีค่าการนำความร้อนอย่างน้อย 100 W/(m·K) เพื่อให้มั่นใจในการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ วัสดุแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำจะต้องมีน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานในยานยนต์

ของเราแผ่นทำความเย็นน้ำควบคุมยานยนต์น้ำหนักเบาได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในยานยนต์ โดยมีค่าการนำความร้อนสูงและคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม มันทำจากอลูมิเนียมคุณภาพสูงซึ่งให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา

อุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน

ในอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำถูกนำมาใช้ในระบบแบตเตอรี่จัดเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่ไหล ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับกักเก็บพลังงานยังสูงเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของระบบแบตเตอรี่

ตัวอย่างเช่น ในระบบแบตเตอรี่เก็บพลังงานขนาดใหญ่ ชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำต้องมีค่าการนำความร้อนอย่างน้อย 200 W/(m·K) เพื่อรักษาอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วงแคบ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และลดความเสี่ยงจากความร้อนจะหมดไป

ของเราแผงระบายความร้อนด้วยน้ำแบตเตอรี่เก็บพลังงานชนิดโพรงได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการการนำความร้อนสูงของการใช้งานกักเก็บพลังงาน มีโครงสร้างแบบโพรงที่ให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยมและการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ

อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ชุดเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์ ศูนย์ข้อมูล และเครื่องขยายกำลัง ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับส่วนประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำแบบอิเล็กทรอนิกส์ยังสูงเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ตัวอย่างเช่น ในระบบระบายความร้อนเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูล ชุดประกอบเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำต้องมีค่าการนำความร้อนอย่างน้อย 300 W/(m·K) เพื่อขจัดความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบเซิร์ฟเวอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานของระบบทำความเย็นและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของศูนย์ข้อมูล

บทสรุป

โดยสรุป ข้อกำหนดการนำความร้อนสำหรับส่วนประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงความหนาแน่นของพลังงานของแหล่งความร้อน ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น และการออกแบบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ อุตสาหกรรมต่างๆ มีข้อกำหนดการนำความร้อนที่แตกต่างกันสำหรับชุดประกอบแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำ ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ

ในฐานะซัพพลายเออร์ชุดเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำ เราเข้าใจถึงความสำคัญของการนำความร้อนในการรับรองประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ของเรา เรามีชุดประกอบเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำที่หลากหลายซึ่งมีระดับการนำความร้อนที่แตกต่างกัน เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา ผลิตภัณฑ์ของเราทำจากวัสดุคุณภาพสูงและได้รับการออกแบบโดยใช้กระบวนการผลิตขั้นสูงเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และอายุการใช้งานที่ยาวนาน

หากคุณสนใจชุดประกอบเพลทระบายความร้อนด้วยน้ำของเรา หรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับข้อกำหนดการนำความร้อน โปรดติดต่อเราเพื่อขอการจัดซื้อและการเจรจา เราหวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณเพื่อมอบโซลูชันการระบายความร้อนที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ

อ้างอิง

• Incropera, FP, และ DeWitt, DP (2002) พื้นฐานของความร้อนและการถ่ายเทมวล จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์
• ส.กัคคัก และ อ.ประมวลเจริญกิจ. (2548). คู่มือการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเฟสเดียว จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์
• วัง, แอล. และมูจุมดาร์, AS (2007) การถ่ายเทความร้อนด้วยคอมพิวเตอร์: พื้นฐานและการประยุกต์ เทย์เลอร์และฟรานซิส.