Atšķirība starp tiešo šķidruma dzesēšanu un netiešo dzesēšanu ar šķidrumu
Pirmais solis termiskās projektēšanas un izstrādes procesā ir apstiprināt, kura dzesēšanas metode produktam ir jāizmanto, lai produkta sākotnējā stadijā rezervētu atbilstošu projektēšanas vietu. Pašlaik elektronisko izstrādājumu dzesēšanas metodes galvenokārt tiek iedalītas četrās kategorijās: dabiskā siltuma izkliede, piespiedu gaisa dzesēšana un šķidruma dzesēšana. Pateicoties efektīvai dzesēšanas jaudai un zemākam enerģijas patēriņa koeficientam, siltuma projektēšanā arvien vairāk tiek izmantotas šķidruma dzesēšanas shēmas, kuras tālāk iedala tiešajā un netiešajā dzesēšanā.
Tiešā dzesēšana: komponenti ir tieši iegremdēti šķidrumā siltuma izkliedēšanai. Pazīstams arī kā dzesēšana ar iegremdēšanas šķidrumu vai iegremdēšanas šķidruma dzesēšana. Pašlaik šī tehnoloģija pieaug, un daži datu centri jau ir izmantojuši šo dzesēšanas metodi. Tiešai šķidruma dzesēšanai ir ārkārtīgi augsta siltuma pārneses efektivitāte, un enerģijas patēriņš temperatūras kontrolei ir ievērojami samazināts salīdzinājumā ar gaisa dzesēšanu. Tāpēc datu centru PUE vērtību (enerģijas izmantošanas efektivitāte, PUE{0}}kopējais aprīkojuma enerģijas patēriņš/IT aprīkojuma enerģijas patēriņš) var ievērojami samazināt datu centru, kuros izmanto iegremdētu šķidruma dzesēšanu, un ir ziņojumi, ka var tikt ievērojami samazinātas pat vērtības, kas ir zemākas par 1,05. sasniegts.
No saskares formas starp šķidro darba šķidrumu un komponentiem tiešo šķidruma dzesēšanu var iedalīt divos veidos: 1) Iegremdēšanas vai iegremdēšanas šķidruma dzesēšana attiecas uz elektronisko izstrādājumu mērcēšanu šķidrā elektriskā izolācijā, ķīmiski stabilā, netoksiskā un nekodīgā dzesēšanas vidē. ; 2) Izsmidzināšanas šķidruma dzesēšana attiecas uz dzesēšanu, kas tiek panākta, izsmidzinot izolācijas šķidrumu uz sildīšanas komponentiem. Reālās dzīves analoģija ir tāda, ka dzesēšana ar iegremdēšanu ar šķidrumu ir līdzīga vannai, bet dzesēšana ar izsmidzināmo šķidrumu ir kā duša.
Tiešā dzesēšanā ar šķidrumu, kad izmantotā dzesēšanas šķidruma viršanas temperatūra ir pietiekami zema, šķidrais darba šķidrums iztvaiko uz sildelementa virsmas vai siltuma izkliedes izplešanās virsmas virs elementa, kā rezultātā tiek izveidots ārkārtīgi augsts konvekcijas siltuma pārneses koeficients un spēja novadīt lielu daudzumu siltuma ar ārkārtīgi zemu temperatūras starpību. Šobrīd tā ir komerciāli pieejamākā siltuma pārneses metode ar augstāko siltuma pārneses efektivitāti. Iepriekš redzamajā attēlā esošie burbuļi iegremdētā šķidruma dzesēšanas displeja mašīnā ir iztvaicēts dzesēšanas darba šķidrums. Gāzveida dzesēšanas vides blīvums ir zems, un burbuļi sakrājas augšpusē. Tie kondensējas atpakaļ šķidrumā caur siltummaini un pēc tam atgriežas dobumā, lai pabeigtu dzesēšanas ciklu. Galvenā tiešās šķidruma dzesēšanas tehnoloģija ir dzesēšanas telpas blīvēšana un gāzes-šķidruma noplūdes kontrole sistēmā. Tiešā šķidruma dzesēšanas sistēmā ar fāzes maiņu, ja temperatūra netiek pareizi kontrolēta, tas var izraisīt straujas spiediena izmaiņas iekārtas kamerā un dzesēšanas šķidruma iztvaikošanu un izplūšanu. Ārkārtējos gadījumos ierīce var pat eksplodēt.
Netiešā šķidruma dzesēšana: siltums no siltuma avota vispirms tiek pārnests uz cieto aukstuma plāksni, kas ir piepildīta ar šķidru cirkulējošu darba šķidrumu. Šķidrais darba šķidrums elektronisko izstrādājumu izdalīto siltumu pārnes uz siltummaini, kur siltums tiek izkliedēts vidē. Netiešā šķidruma dzesēšanā elektroniskie komponenti tieši nesaskaras ar šķidro siltumnesēju. Pašlaik elektroniskajos produktos ar augstu integrāciju un lielu jaudas blīvumu siltuma izkliedēšanai tiks izmantota netieša šķidruma dzesēšana. Ja produkta jaudas blīvums vēl vairāk palielinās vai temperatūras kontroles prasības kļūst stingrākas, ir nepieciešamas augstākas siltuma pārneses efektivitātes siltuma izkliedes projektēšanas metodes. Automobiļu dzinēji bija viens no pirmajiem produktiem, kas izmantoja netiešo šķidruma dzesēšanu. Elektronisko izstrādājumu jomā netiešā šķidruma dzesēšana ir plaši izmantota arī serveros, strāvas akumulatoru blokos, invertoros un citās iekārtās.
Netiešā šķidruma dzesēšanā elektroniskie komponenti tieši nesaskaras ar šķidro siltumnesēju. Citiem vārdiem sakot, šķidrais dzesēšanas līdzeklis šeit ir tikai siltuma nesējs, kura funkcija ir nodot komponentu izdalīto siltumu telpā, kas ir ērta siltuma apmaiņai ar ārpasauli. Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu siltums nepalielinās un nesamazinās. Pēc tam, kad šķidrums siltumu pārnes uz vietu, kas atrodas tālu no siltuma avota, tam joprojām ir jāplūst caur siltummaini, lai pārnestu siltumu uz ārpasauli. Tas veido slēgtu cilpu: siltums no komponentiem tiek pārnests uz šķidro dzesēšanas vidi, un šķidrā dzesēšanas līdzekļa temperatūra paaugstinās. Kad augstas temperatūras šķidrā dzesēšanas vide plūst caur siltummaini, tā apmainās ar siltumu ar ārpasauli, un temperatūra pazeminās, pēc tam plūst atpakaļ uz komponenta pusi, lai absorbētu siltumu. Visa netiešā šķidruma dzesēšanas sistēma ietver ne tikai siltuma pārneses daļu, bet arī atbilstošu siltuma apmaiņas sistēmu.
Jāņem vērā, ka, ja aprēķina, pamatojoties uz kopējo telpu, ko aizņem viss siltuma dizaina komponentu komplekts, siltuma izkliedes jaudas atšķirība starp netiešo šķidruma dzesēšanu un piespiedu gaisa dzesēšanu nav būtiska. Tas ir arī viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc daudzos produktos, kuriem nav ērti lietot perifērijas ierīces vai kuriem ir standartizēta telpa, netiek izmantota netieša šķidruma dzesēšana.
