Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, la aplicación de sistemas de refrigeración líquida se está generalizando cada vez más. En el caso de las placas de refrigeración líquida , la elección del refrigerante es fundamental. Actualmente, existen diversas opciones en la industria, como soluciones de etilenglicol, propilenglicol, agua desionizada, etc. Huawei, Dawn e Hyperfusion utilizan principalmente una solución de etilenglicol al 25%, mientras que Inspur y Xinhua San utilizan principalmente una solución de propilenglicol al 25%.
La solución de etilenglicol y la solución de propilenglicol son estándares industriales con alta disponibilidad, y el costo de la solución de etilenglicol es menor que el de la solución de propilenglicol. La concentración recomendada de refrigerante está entre el 20% y el 30%, y no debe ser demasiado alta, ya que puede afectar el rendimiento de disipación de calor del fluido de trabajo; no debe ser demasiado baja, ya que puede afectar la capacidad de prevenir la congelación e inhibir el crecimiento microbiano.
El agua desionizada tiene un buen rendimiento de transferencia de calor, no es tóxica y es segura, y se puede utilizar como uno de los líquidos refrigerantes, pero se debe prestar atención al mantenimiento del líquido refrigerante. El punto de congelación del agua desionizada es de 0 ℃, y se deben considerar cuestiones anticongelantes en situaciones como transporte, almacenamiento, paradas a corto plazo, bajo volumen de negocios y servidores instalados pero no en funcionamiento.
El agua desionizada requiere la adición de inhibidores de corrosión y bactericidas, de lo contrario es fácil provocar corrosión del cobre y el uso a largo plazo puede provocar fácilmente fugas en el intercambiador de calor de placas soldadas de cobre dentro de la CDU. Los fluidos de enfriamiento requieren la adición de inhibidores de corrosión y fungicidas para evitar el crecimiento de bacterias en la tubería, lo que provoca bloqueos y fugas.
El refrigerante de la tecnología de refrigeración líquida de placa fría fluye por la tubería de la placa fría y no entra en contacto directo con dispositivos electrónicos como la placa base y los chips. Bajo la premisa de cumplir con el rendimiento de refrigeración, solo se puede considerar la compatibilidad y confiabilidad entre el refrigerante y la tubería de circulación y la placa fría.
Sin embargo, en la práctica, es necesario comprobar periódicamente el refrigerante para garantizar la calidad estable y fiable del medio de refrigeración, con el fin de reducir riesgos como la corrosión, el envejecimiento acelerado y la penetración en entornos de trabajo a largo plazo. En cuanto a la selección del refrigerante, los refrigerantes que se utilizan habitualmente en el circuito de refrigeración secundario de un sistema de refrigeración líquida de placa fría incluyen refrigerantes a base de agua y refrigerantes que no son a base de agua.
Refrigerante a base de agua
El refrigerante a base de agua tiene un buen rendimiento de transferencia de calor y se puede dividir en líquido de agua pura y líquido formulado. La solución de agua pura utiliza agua pura como solvente, sin agregar ningún otro material o solo agregando una cierta proporción de anticongelante de etilenglicol o propilenglicol según los requisitos del anticongelante. La solución de agua pura suprime la corrosión de los materiales infiltrados y el crecimiento de microorganismos al mantener un entorno de conductividad ultrabaja.
El líquido de fórmula utiliza agua pura como disolvente y añade una determinada proporción de anticongelante según los requisitos del mismo, así como aditivos como inhibidores de corrosión y biocidas. El líquido de fórmula reduce el riesgo de corrosión del material humectante e inhibe el crecimiento bacteriano mediante aditivos. Debido a que estos aditivos pueden reducir la conductividad térmica del agua y también tienen el problema de perder su eficacia debido al consumo, se requiere un muestreo y un control periódicos de la calidad del refrigerante durante su uso.
Refrigerante no acuoso
El refrigerante no acuoso se divide principalmente en hidrocarburos, organosilicio y fluorocarbono.
Los compuestos requieren una revisión estricta y pruebas de la compatibilidad de los materiales humectantes cuando se utilizan.
Los refrigerantes de hidrocarburos y organosilicio son viscosos a temperatura ambiente, por lo que en la industria se los conoce comúnmente como "refrigerantes de aceite". Los refrigerantes de aceite comunes se pueden dividir en aceite mineral natural, aceite sintético, aceite de organosilicio, etc. Por lo general, tienen características comunes, como un alto punto de ebullición, no son volátiles, no son corrosivos para los metales, son respetuosos con el medio ambiente, tienen una baja toxicidad y son económicos. Sin embargo, debido a su punto de inflamación, existe el riesgo de combustión durante su uso. Los líquidos refrigerantes a base de aceite generalmente no se utilizan como líquidos refrigerantes para la refrigeración líquida de placas frías debido a su viscosidad, viscosidad y susceptibilidad a la absorción de humedad y la hidrólisis.
El refrigerante de flúor de carbono es un tipo de compuesto orgánico que se obtiene reemplazando parte o la totalidad del hidrógeno contenido en los hidrocarburos por flúor. Según la diferente composición y estructura de los compuestos de flúor de carbono, se pueden dividir en hidrocarburos gaseosos (CFC), hidrocarburos clorados de hidrógeno (HCFC), hidrocarburos de hidrógeno (IFC), perfluorocarbonos (PFC), hidrofluoroetanos (IFE), etc. Generalmente tiene un buen aislamiento eléctrico y un rendimiento integral de transferencia de calor, puede lograr una inflamabilidad sin punto de inflamación, una fuerte inercia y no es fácil de reaccionar con otras sustancias, lo que lo convierte en un buen material compatible.
Refrigeración líquida de placa fría monofásica o bifásica
Según si el líquido refrigerante en el sistema de enfriamiento de líquido de placa fría experimenta una conversión de fase gas-líquido durante la absorción o liberación de calor, se puede dividir en enfriamiento de líquido de placa fría monofásico y enfriamiento de líquido de placa fría bifásico.
El enfriamiento líquido de placa fría monofásica absorbe el calor a través del refrigerante dentro de la placa fría, reduce la temperatura del chip y no permite la vaporización. El refrigerante a base de agua, con su alto punto de ebullición y buen rendimiento de transferencia de calor, se convierte en un refrigerante ideal para el enfriamiento líquido de placa fría monofásica.
El enfriamiento por líquido de placa fría de dos fases absorbe calor a través del líquido de enfriamiento dentro de la placa fría, y el líquido de enfriamiento experimenta una conversión de fase gas-líquido. Por lo general, se selecciona el líquido de enfriamiento de flúor de carbono con un punto de ebullición más bajo y un rango de ebullición adecuado para facilitar el ciclo de licuefacción por absorción de calor, vaporización y disipación de calor.
La corrosión, la deposición y el crecimiento microbiano causados por la gestión de fallas del refrigerante del lado secundario en el enfriamiento líquido de la placa fría pueden conducir directamente a una disminución exponencial en la eficiencia de transferencia de calor, riesgo de tiempo de inactividad e incluso daño al servidor. Generalmente se recomienda utilizar refrigerante a base de agua desionizada que contenga componentes funcionales anticorrosión y anticrecimiento microbiano, ya que tiene una gran capacidad calorífica específica y puede satisfacer las necesidades de disipación de calor de los procesadores de alta potencia. Universal para sistemas de enfriamiento líquido generales, igualmente aplicable a placas de enfriamiento líquido de cobre y aluminio