โซลูชันการจัดการระบายความร้อนแบบกำหนดเอง|การจำลองและการผลิต CFD - ข่าว

โซลูชันการจัดการความร้อนแบบกำหนดเอง: จากการจำลองไปจนถึงการผลิตที่ปรับขนาดได้

การจัดการระบายความร้อน: จากความคิดภายหลังไปจนถึงการออกแบบส่วนหน้า-

เนื่องจากระบบอิเล็กทรอนิกส์ยังคงผลักดันไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและฟอร์มแฟคเตอร์ที่เล็กลง การจัดการระบายความร้อนจึงไม่ใช่การแก้ไขดาวน์สตรีมอีกต่อไป-แต่กลายเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบผลิตภัณฑ์ส่วนหน้า-

ในการใช้งานต่างๆ เช่น สถานีฐานโทรคมนาคม เซิร์ฟเวอร์ AI ระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า และระบบควบคุมทางอุตสาหกรรม ความร้อนที่มากเกินไปส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ การควบคุมปริมาณความร้อน การเสื่อมสภาพของส่วนประกอบ และความล้มเหลวของระบบโดยไม่คาดคิด ถือเป็นความเสี่ยงที่ยอมรับไม่ได้อีกต่อไปในวิศวกรรมสมัยใหม่

มาตรฐาน-ที่-ชั้นวางแผ่นระบายความร้อนสามารถตอบสนองความต้องการขั้นพื้นฐานได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเผชิญกับข้อจำกัดที่ซับซ้อน-พื้นที่จำกัด การกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอ สภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ฝุ่น การสั่นสะเทือน ความชื้น) และเป้าหมายต้นทุนที่เข้มงวด-โซลูชันการจัดการระบายความร้อนแบบกำหนดเองมักเป็นเส้นทางเดียวที่เป็นไปได้สู่ความมั่นคงในระยะยาว-

ด้วยประสบการณ์ด้านวิศวกรรมและการผลิตมากกว่า 20 ปีAWIND ความร้อนไม่เพียงแต่นำเสนอผลิตภัณฑ์ครบวงจร-ตั้งแต่แผ่นระบายความร้อนแบบอัดรีดและครีบแบบ skived ไปจนถึงแผ่นทำความเย็นเหลวและห้องไอ-แต่ยังมีขั้นตอนการทำงานทางวิศวกรรมที่สมบูรณ์ รวมถึงการจำลองความร้อน (การวิเคราะห์ CFD) การสร้างต้นแบบ และการผลิตจำนวนมาก.

news-1-1

การออกแบบระบายความร้อนแบบกำหนดเองคืออะไร?

การออกแบบระบายความร้อนแบบกำหนดเองไม่ได้เป็นเพียงการปรับขนาดของ a เท่านั้นแผ่นระบายความร้อน. เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่ครอบคลุมซึ่งจัดตัวแปรหลายตัวให้เป็นโซลูชันที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพเพียงตัวเดียว

ระบบที่ออกแบบอย่างดี-จะคำนึงถึง:

คุณลักษณะของแหล่งความร้อน (กำลัง ฟลักซ์ความร้อน พฤติกรรมชั่วคราว)

ข้อจำกัดทางกล (พื้นที่ว่าง โครงร่างส่วนประกอบ)

สภาพแวดล้อมการทำงาน (อุณหภูมิโดยรอบ, การไหลเวียนของอากาศ, ระดับการป้องกัน)

วิธีการผลิต (การอัดขึ้นรูป การเล่นสกี การเชื่อม การใช้เครื่องจักรซีเอ็นซี)

เป้าหมายนั้นตรงไปตรงมาแต่มีความต้องการทางเทคนิค:
เพื่อถ่ายเทความร้อนจากแหล่งกำเนิดไปยังตัวกลางทำความเย็น (อากาศหรือของเหลว) อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยใช้พื้นที่ น้ำหนัก และต้นทุนน้อยที่สุด

ในแอปพลิเคชันต่างๆ ในโลกแห่งความเป็นจริง- โซลูชันแบบกำหนดเองที่ได้รับการปรับปรุงสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของระบบได้ 15%–30% โดยไม่เพิ่มความซับซ้อนของโครงสร้าง

เหตุใดการจำลองความร้อนจึงมีความสำคัญ

การจำลองทางความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการวิเคราะห์ CFD (Computational Fluid Dynamics) มีบทบาทสำคัญในการออกแบบการระบายความร้อนสมัยใหม่

หากไม่มีการจำลอง การพัฒนามักจะอาศัยการทดลอง-และ-การสร้างต้นแบบโดยข้อผิดพลาด ซึ่งจะทำให้ทั้งต้นทุนและเวลาเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม การจำลองช่วยให้วิศวกรสามารถประเมินประสิทธิภาพก่อนสร้างตัวอย่างทางกายภาพใดๆ ได้

ประโยชน์ที่เห็นได้ชัดที่สุดประการหนึ่งคือความสามารถในการคาดการณ์การกระจายตัวของอุณหภูมิ ความต้านทานความร้อน และพฤติกรรมการไหลของอากาศในช่วงต้นของขั้นตอนการออกแบบ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการทำซ้ำต้นแบบหลายครั้งได้อย่างมาก

การจำลองถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับเครื่องมือ เช่น แผงระบายความร้อนแบบอัดรีดหรือแบบหล่อ- การค้นพบปัญหาด้านประสิทธิภาพหลังจากใช้เครื่องมือเสร็จสิ้นอาจทำให้เกิดการออกแบบใหม่และเกิดความล่าช้าซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง การวิเคราะห์ CFD ช่วยลดความเสี่ยงนี้โดยการตรวจสอบการออกแบบล่วงหน้า

นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยละเอียดของพารามิเตอร์หลัก รวมถึงรูปทรงของครีบ เส้นทางการไหลของอากาศ และช่องของเหลวภายใน การปรับแต่งเหล่านี้มักจะสร้างความแตกต่างระหว่างการออกแบบส่วนเพิ่มกับโซลูชันที่พร้อมใช้งานจริง-

ในทางปฏิบัติ การจำลองความร้อนไม่ได้เป็นเพียงตัวช่วยในการออกแบบ-แต่เป็นเครื่องมือในการตัดสินใจ-ที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุน ความน่าเชื่อถือ และเวลา-ในการ-ทำตลาด

กรณีศึกษา:แผ่นเย็นของเหลวท่อทองแดงสำหรับระบบเลเซอร์ 1200W

โครงการล่าสุดเกี่ยวข้องกับผู้ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์อุตสาหกรรมที่พัฒนาโมดูลไฟเบอร์เลเซอร์ 1200W ใหม่ ข้อกำหนดด้านความร้อนมีความต้องการเป็นพิเศษเนื่องจากมีฟลักซ์ความร้อนสูงและพื้นที่การติดตั้งที่จำกัด

ความท้าทายทางวิศวกรรม

ระบบมีข้อจำกัดหลายประการ:

ฟลักซ์ความร้อนเฉพาะที่สูงมาก สูงถึง 120 วัตต์/ซม.²

อาร์เรย์ไดโอดเลเซอร์หลายตัวที่มีการกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอ

พื้นที่ภายในที่จำกัดมาก ทำให้โซลูชันการระบายความร้อนด้วยอากาศขนาดใหญ่-ทำไม่ได้

การทำงานต่อเนื่องโดยมีข้อกำหนดด้านเสถียรภาพอุณหภูมิที่เข้มงวด

การระบายความร้อนด้วยอากาศถูกตัดออกอย่างรวดเร็ว ทำให้จำเป็นต้องใช้โซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลว อย่างไรก็ตาม การออกแบบยังต้องมีขนาดกะทัดรัดและสามารถผลิตได้ตามขนาดที่ต้องการ

การพัฒนาโซลูชั่น

เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ท่อทองแดงฝังแผ่นเย็นของเหลวได้รับการพัฒนาและปรับปรุงซ้ำผ่านการจำลอง CFD

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญได้แก่:

การใช้ท่อทองแดงที่มีการนำไฟฟ้าสูง-เป็นเส้นทางการถ่ายเทความร้อนหลัก

ปรับเค้าโครงท่อให้เหมาะสมกับการกระจายแหล่งความร้อน

การออกแบบเส้นทางการไหลภายในเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายตัวของน้ำหล่อเย็นที่สม่ำเสมอ

ลดความต้านทานการสัมผัสความร้อนระหว่างแผ่นเย็นและแหล่งความร้อน

การจำลองความร้อนและการเพิ่มประสิทธิภาพ

ในระหว่างขั้นตอนการจำลอง มีการประเมินตัวแปรการออกแบบหลายตัว:

อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่แตกต่างกันและผลกระทบต่อการกระจายอุณหภูมิ

แรงดันตกคร่อมระบบภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน

ประสิทธิผลของการวางตำแหน่งท่อในการลดฮอตสปอตเฉพาะที่

อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นจะเพิ่มขึ้นตามเส้นทางการไหล

มีการวิเคราะห์สถานการณ์อัตราการไหลที่แตกต่างกันสองสถานการณ์อย่างละเอียด โดยเผยให้เห็นว่าความเร็วของของไหลส่งผลต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อน คุณลักษณะของแรงดัน และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอย่างไร

ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้เป็นแนวทางในการปรับปรุงเพิ่มเติมทั้งในด้านการจัดวางท่อและการออกแบบช่อง

ผลลัพธ์

โซลูชั่นสุดท้ายมอบประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ:

อุณหภูมิสูงสุดของส่วนประกอบที่สำคัญลดลงอย่างเห็นได้ชัด

การกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอมากขึ้นทั่วทั้งโมดูล

ปรับปรุงความเสถียรของระบบระหว่างการทำงานต่อเนื่อง

ลดเวลาในการพัฒนาด้วยการทำซ้ำต้นแบบน้อยลง

ลดต้นทุนโครงการโดยรวมโดยลดความเสี่ยงในการออกแบบใหม่

โปรเจ็กต์นี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง-สามารถแปลงเป็นโซลูชันระบายความร้อนที่เชื่อถือได้และผลิตได้โดยตรงอย่างไร

ดูกรณีศึกษาฉบับเต็มได้ที่นี่:แผ่นเย็นของเหลวพร้อมท่อทองแดง

โซลูชั่นระบายความร้อนแบบกำหนดเองของเรา

AWIND Thermal นำเสนอโซลูชันการทำความเย็นแบบกำหนดเองที่หลากหลายซึ่งปรับให้เหมาะกับระดับพลังงาน ข้อจำกัดด้านพื้นที่ และเป้าหมายต้นทุนที่แตกต่างกัน

แผ่นเย็นของเหลวโดยทั่วไปจะใช้ในการใช้งานฟลักซ์ความร้อนสูง เช่น ระบบแบตเตอรี่ EV อุปกรณ์เลเซอร์กำลังสูง- เซิร์ฟเวอร์ AI และโมดูล IGBT โซลูชันเหล่านี้รองรับการออกแบบช่องสัญญาณภายในที่ซับซ้อน และสามารถรองรับโหลดความร้อนได้ตั้งแต่ 500W ถึงมากกว่า 3000W

ท่อระบายความร้อน ฮีทซิงค์ เหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับพื้นที่-สภาพแวดล้อมที่มีข้อจำกัด รวมถึงอุปกรณ์โทรคมนาคมและพีซีอุตสาหกรรม ด้วยการใช้ประโยชน์จากเฟส-เปลี่ยนการถ่ายเทความร้อน พวกมันจะถ่ายเทความร้อนออกจากส่วนประกอบที่สำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1 (2)

อัดและแผ่นระบายความร้อนแบบ Skived มอบโซลูชันที่คุ้มค่า-สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและการใช้งานทั่วไป ด้วยรูปทรงครีบที่ยืดหยุ่นและการปรับสภาพพื้นผิว จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วง 5W–200W

แต่ละโซลูชันสามารถปรับแต่งได้อย่างเต็มที่ตามความต้องการใช้งานของคุณ

1 (4)

กระบวนการออกแบบที่กำหนดเอง

กระบวนการพัฒนาที่มีโครงสร้างเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบรรลุผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ในขณะเดียวกันก็รักษาโครงการให้เป็นไปตามกำหนดเวลา

โดยทั่วไปขั้นตอนการทำงานของเราประกอบด้วย:

%%LL44D9JBB$2X4$B1E~~PN

การใช้งาน

ข้อกำหนดการออกแบบการระบายความร้อนแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละอุตสาหกรรม

ในการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ EVโซลูชันจะต้องทนต่อการสั่นสะเทือนในขณะที่ยังคงมีน้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อน- ทำให้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นตัวเลือกที่ต้องการ

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังความน่าเชื่อถือในระยะยาว-ภายใต้ภาระงานสูงอย่างต่อเนื่องถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยต้องใช้โครงสร้างระบายความร้อนที่แข็งแกร่งและเสถียร

ในศูนย์ข้อมูลความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นซึ่งขับเคลื่อนโดยปริมาณงาน AI กำลังเร่งการเปลี่ยนจากเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยอากาศไปเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

เหตุใดจึงต้องทำงานร่วมกับ AWIND Thermal

สิ่งที่ทำให้ผู้ให้บริการโซลูชั่นระบายความร้อนแตกต่างไม่ใช่แค่ความสามารถของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังเป็นความสามารถในการเชื่อมโยงการออกแบบทางวิศวกรรมและการดำเนินการด้านการผลิตอีกด้วย

ด้วยประสบการณ์กว่า 20 ปี ทีมงานของเราได้สนับสนุนแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงานสูง-มากมาย วิศวกรฝ่ายขายของเราทำงานอย่างใกล้ชิดกับวิศวกรออกแบบ ช่วยลดช่องว่างในการสื่อสาร และสร้างความมั่นใจว่าโซลูชันที่นำเสนอนั้นใช้งานได้จริงและสอดคล้องกับข้อจำกัด-ในโลกแห่งความเป็นจริง

เราผสมผสานการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง-เข้ากับความเชี่ยวชาญด้านการผลิต ทำให้เราสามารถย้ายจากแนวคิดไปสู่การผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ แนวทางบูรณาการนี้ช่วยให้ลูกค้าลดความเสี่ยงในการพัฒนา ลดระยะเวลา และรักษาการควบคุมต้นทุน

awind factory

คำถามที่พบบ่อย

อะไรคือความแตกต่างระหว่างท่อความร้อนและกห้องไอ?
ท่อความร้อนถ่ายเทความร้อนในเส้นทางเชิงเส้น ในขณะที่ห้องไอกระจายความร้อนไปทั่วพื้นผิว ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีฟลักซ์ความร้อนสูง

ฉันจะเลือกระหว่างการระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยของเหลว?
ขึ้นอยู่กับระดับพลังงาน พื้นที่ และต้นทุน สำหรับการใช้งานที่สูงกว่า 500W การระบายความร้อนด้วยของเหลวมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่า