So wählen Sie die richtige Flüssigkeitskühlplatte: Typen, Leistung und Kostenvergleich

1. Was ist eine Flüssigkeitskühlplatte?

A Flüssige Kühlplatte ist eine hocheffiziente Wärmeableitungskomponente, die interne Kühlmittel (wie Wasser, Glykollösungen oder spezielle Kühlmittel) nutzt, um Wärme von elektronischen Geräten direkt zu absorbieren. Die Kernstruktur besteht aus einer Metallplatte mit präzise gestalteten Kanälen, die eine duale Wärmeübertragung ermöglichen: Wärmeleitung und Konvektion. Im Vergleich zur herkömmlichen Luftkühlung kann eine Flüssigkeitskühlplatte eine 10- bis 50-mal höhere Wärmeleitfähigkeit bieten und ist daher die bevorzugte Wärmelösung für Anwendungen mit hoher Leistungsdichte.

2. Arten von Flüssigkeitskühlplatten

Flüssigkeitskühlplatten können in vier Haupttypen mit jeweils unterschiedlichen technischen Merkmalen eingeteilt werden:

• Geprägte Flüssigkeitskühlplatte
  • Struktur: Strömungskanäle werden durch Stanzen von Aluminiumplatten integral geformt, oft kombiniert mit internen Rippen für einen verbesserten Wärmeaustausch. Hochflexible Kanaldesigns mit großen Kontaktflächen.
  • Thermische Leistung: Hervorragende Effizienz (Durchschnittstemperatur 8,5 °C niedriger als bei eingebetteten Rohrtypen), Oberflächentemperaturunterschied innerhalb von AkkupacksUnd SIstver CPUs.
  • Herstellungsprozess: Verwendet kontrolliertes Atmosphärenlöten (CAB) oder Vakuumlöten. 100 % dichtheitsgeprüft, geeignet für die Massenproduktion. Hohe Formkosten, aber kurze Bearbeitungszeit

• CNC-gefräste Flüssigkeitskühlplatte

  • Struktur: Die Kanäle werden mittels CNC-Bearbeitung präzisionsgefräst und unterstützen komplexe Geometrien wie Mikrostiftanordnungen und Serpentinenpfade. Höchstes Maß an Anpassung.
  • Thermische Leistung: Hohe Kanalgenauigkeit und geringer Druckabfall (ΔP
  • Herstellungsprozess: Setzt auf hochpräzise CNC-Bearbeitung und Löten. Zeit- und materialintensiv, was zu deutlich höheren Kosten führt.

• Eingebettete runde Rohrkühlplatte
  • • Struktur: Rundrohre aus Kupfer oder Edelstahl sind in Nuten der Aluminiumplatte eingebettet. Erhältlich in durchgehender oder Verteilerausführung.
  • Thermische Leistung: Geeignet für mittlere bis geringe Wärmelasten (
  • Herstellungsprozess: Einfach und kostengünstig, da kein Löten erforderlich ist. Die Rohrfixierung erfolgt durch mechanisches Pressen, was eine hohe Produktionseffizienz ermöglicht.

• Flachrohrverteiler-Kühlplatte
  • Struktur: Verwendet mehrkanalige extrudierte (MPE) Aluminium-Flachrohre mit einer typischen Dicke von 4–10 mm. Großer Strömungsquerschnitt mit internen Turbulenzstrukturen (Reynolds-Zahl Re > 40 weist auf Turbulenzen hin).
  • Thermische Leistung: Geringer Druckabfall und ausgezeichnete Kompatibilität mit hochviskosen Flüssigkeiten (z. B. Glykol, Öl). Hervorragende thermische Oberflächengleichmäßigkeit und minimale Anforderungen an die vertikale Höhe.
  • Herstellungsprozess: Einteilige hydraulische Formgebung mit integrierten Turbulenzfunktionen. Geringe Massenproduktionskosten, aber im Vergleich zur CNC-Bearbeitung weniger anpassungsfähig an komplexe Querschnitte.

3. Kosten- und Wirtschaftlichkeitsvergleich

• Aufschlüsselung der Herstellungskosten

Jeder Typ einer Flüssigkeitskühlplatte ist mit unterschiedlichen Material-, Werkzeug-, Bearbeitungs- und Arbeitskosten verbunden. Im Allgemeinen gilt:

• • CNC-gefräste Plattenhaben aufgrund der Werkzeugkomplexität die höchsten Einzelkosten.
  • Gestanzte und flache Rohrplattenprofitieren am meisten von der Produktion im großen Maßstab.
  • Rundrohrplattenbieten die niedrigsten Einstiegskosten.

• Gesamtbetriebskosten (TCO)

Erstinvestition:
CNC > Gestanzt > Flachrohr ≈ Rundrohr.
Kühlplatten machen etwa 16,4 % der gesamten Investitionskosten eines kompletten Flüssigkeitskühlsystems aus.

• Betriebskosten:
• • Flache und runde Rohrkühlplatten weisen geringere Druckabfälle auf, wodurch der Pumpenstromverbrauch um 10–15 % gesenkt wird.
  • Gestanzte Kühlplatten sind aufgrund ihres modularen Aufbaus wartungsarm.
  • CNC-Platten bieten eine hervorragende Abdichtung, sind jedoch komplexer zu warten.
• Skaleneffekte
• • Durch die Massenproduktion von 100.000 bis 1 Million Einheiten können die Kosten für gestanzte Kühlplatten um über 52 % gesenkt werden (wie bei der Implementierung von Huawei zu sehen).
  • Mit zunehmender Reife des 3D-Drucks dürften die Kosten für CNC-Kühlplatten um weitere 25 % sinken.

4. Übersichtstabelle: Vergleich der Flüssigkeitskühlplattentypen

5. Fazit

Angetrieben von den Anforderungen an Leistungsoptimierung und Kostensenkung, gestanzt und Flachrohr-Flüssigkeitskühlplattenwerden zu Mainstream-Lösungen und bieten eine ausgewogene Mischung aus Effizienz und Erschwinglichkeit. CNC-gefräste Kühlplatten dominieren weiterhin in High-End-Anwendungen, die extreme Präzision erfordern, während Rundrohrkonstruktionen weiterhin für spezielle industrielle Anwendungsfälle eingesetzt werden.

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