Cómo elegir la placa de enfriamiento de líquidos adecuada: tipos, rendimiento y comparación de costos

1. ¿Qué es una placa fría líquida?

A Placa fría líquida Es un componente de disipación de calor de alta eficiencia que utiliza refrigerante interno (como agua, soluciones de glicol o refrigerantes especializados) para absorber directamente el calor de los dispositivos electrónicos. La estructura central consiste en una placa metálica con canales de diseño preciso integrados, lo que permite la transferencia de calor en modo dual. Conducción y convección térmica. En comparación con la refrigeración por aire tradicional, una placa fría líquida puede ofrecer una conductividad térmica entre 10 y 50 veces mayor, lo que la convierte en la solución térmica preferida para aplicaciones de alta densidad de potencia.

2. Tipos de placas frías líquidas

Las placas de enfriamiento líquido se pueden clasificar en cuatro tipos principales, cada uno con características técnicas distintas:

• Placa fría líquida estampada
  • EstructuraLos canales de flujo se forman integralmente mediante el estampado de placas de aluminio, a menudo combinadas con aletas internas para mejorar el intercambio térmico. Diseños de canales altamente flexibles con amplias superficies de contacto.
  • Rendimiento térmicoExcelente eficiencia (temperatura promedio 8,5 °C inferior a la de los tubos empotrados), diferencia de temperatura superficial controlada a menos de 5 °C. Ideal para aplicaciones de alta densidad térmica como paquetes de bateríasy sesver CPU.
  • Proceso de fabricaciónUtiliza soldadura fuerte en atmósfera controlada (CAB) o soldadura fuerte al vacío. 100% probado contra fugas, apto para producción en masa. Costo de molde elevado, pero tiempo de procesamiento unitario corto.

• Placa fría líquida mecanizada por CNC

  • EstructuraLos canales se fresan con precisión mediante mecanizado CNC, lo que permite geometrías complejas como matrices de micropines y trayectorias serpenteantes. Máximo nivel de personalización.
  • Rendimiento térmicoAlta precisión de canal y baja caída de presión (ΔP
  • Proceso de fabricación: Se basa en mecanizado CNC y soldadura fuerte de alta precisión. Requiere mucho tiempo y material, lo que resulta en costos significativamente más altos.

• Placa fría de tubo redondo incrustada
  • • EstructuraTubos redondos de cobre o acero inoxidable incrustados en ranuras de la placa de aluminio. Disponibles en configuraciones continuas o de colector.
  • Rendimiento térmicoAdecuado para cargas térmicas medias a bajas (
  • Proceso de fabricaciónSencillo y rentable, sin necesidad de soldadura fuerte. Utiliza prensado mecánico para la fijación de tubos, lo que ofrece una alta eficiencia de producción.

• Placa fría de colector de tubo plano
  • EstructuraUtiliza tubos planos de aluminio extruido multipuerto (MPE) con un espesor típico de 4 a 10 mm. Amplia área de flujo transversal con estructuras de turbulencia interna (un número de Reynolds Re > 40 indica turbulencia).
  • Rendimiento térmicoBaja caída de presión y excelente compatibilidad con fluidos de alta viscosidad (p. ej., glicol, aceite). Excelente uniformidad térmica superficial y mínimos requisitos de altura vertical.
  • Proceso de fabricaciónConformado hidráulico de una pieza con características de turbulencia integradas. Bajo coste de producción en masa, pero menos adaptable a secciones transversales complejas en comparación con el mecanizado CNC.

3. Comparación de costos y economía

• Desglose de los costos de fabricación

Cada tipo de placa fría líquida implica diferentes niveles de material, herramientas, mecanizado y costos de mano de obra. En general:

• • Placas mecanizadas por CNCtienen el costo individual más alto debido a la complejidad de las herramientas.
  • Placas de tubo estampadas y planasse benefician más de la producción a gran escala.
  • Placas de tubo redondasOfrecer el costo de entrada más bajo.

• Costo total de propiedad (TCO)

Inversión inicial:
CNC > Estampado > Tubo Plano ≈ Tubo Redondo.
Las placas frías representan aproximadamente el 16,4 % del CAPEX total en un sistema de refrigeración líquida completo.

• Costos operativos:
• • Las placas frías de tubos planos y redondos tienen menores caídas de presión, lo que reduce el consumo de energía de la bomba entre un 10 y un 15 %.
  • Las placas frías estampadas ofrecen un bajo mantenimiento debido al diseño modular.
  • Las placas CNC proporcionan un sellado excelente pero su mantenimiento es más complejo.
• Economías de escala
• • La producción en masa de 100.000 a 1 millón de unidades puede reducir el costo de la placa fría estampada en más del 52% (como se ve en la implementación de Huawei).
  • A medida que la impresión 3D se vuelve más madura, se espera que los costos de las placas frías CNC disminuyan otro 25%.

4. Tabla resumen: Comparación de tipos de placas frías líquidas

5. Conclusión

Impulsados ​​por las demandas de optimización del rendimiento y reducción de costos, estampados y placas frías de líquido de tubo planoSe están convirtiendo en soluciones comunes, ofreciendo una combinación equilibrada de eficiencia y asequibilidad. Las placas frías mecanizadas por CNC siguen siendo dominantes en aplicaciones de alta gama que requieren precisión extrema, mientras que los diseños de tubos redondos siguen siendo útiles en casos de uso industrial específicos.

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