Cuando su equipo tiene múltiples puntos calientes principales y estos son independientes, tienen diferentes consumos de energía o requieren enfriamiento aislado, las placas líquidas tradicionales de canal único se quedan cortas. La placa de agua con múltiples circuitos y tubos de cobre incrustados es la clave para resolver este problema.

1- ¿Por qué elegir múltiples circuitos? Tres escenarios que abordan los puntos críticos

a. Aislamiento de interferencia térmica para garantizar el rendimiento de las unidades centrales

Cuando dispositivos como IGBTs y diodos, o CPUs y GPUs, están densamente distribuidos, un único canal de flujo causa "interferencia" térmica mutua, obligando a los dispositivos de baja temperatura a operar a altas temperaturas. El diseño multicircuito actúa como un "sistema de aire acondicionado dedicado" para cada dispositivo, eliminando por completo la interferencia térmica. Garantiza que cada unidad funcione dentro de su rango de temperatura óptimo, mejorando así el rendimiento y la estabilidad general del sistema.

b. Logro de redundancia del sistema para crear una arquitectura de alta confiabilidad

En campos con requisitos de extrema confiabilidad (como servidores, estaciones base de comunicaciones), la falla de un único circuito de refrigeración implica la caída del sistema. El diseño multicircuito permite construir un sistema de refrigeración redundante "N+1". Si un circuito falla inesperadamente, los demás pueden seguir proporcionando capacidad de disipación de calor básica, ganando un tiempo valioso para el mantenimiento del sistema. Es la base para lograr un diseño de alta disponibilidad.

c. Adaptación a diseños de forma irregular y necesidades de disipación de calor diferenciadas

Frente a fuentes de calor distribuidas de manera irregular, un único canal de flujo dificulta lograr una disipación de calor uniforme. La solución multicircuito permite un "diseño a la medida". Puede personalizar flexiblemente la trayectoria de cada tubo de cobre según la forma y disposición real de las fuentes de calor, cubriendo con precisión cada punto caliente con la ruta de flujo óptima. Simultáneamente, se pueden asignar circuitos de alto flujo a dispositivos de alta potencia y circuitos de bajo flujo a dispositivos de baja potencia, logrando la asignación óptima de recursos de disipación de calor.

Figura 1: Placa de refrigeración líquida multicircuito con tubos de cobre incrustados

2- Esencia del Diseño y Fabricación: ¿Cómo Equilibrar Rendimiento y Confiabilidad en un Espacio Limitado?

En el diseño de circuitos múltiples, el espacio entre canales de flujo es un factor clave que determina el éxito o el fracaso.

a. Límite Térmico: Previniendo el "Cortocircuito Térmico"

Si el espacio entre canales de flujo adyacentes es demasiado pequeño, incluso si los canales son independientes, el calor se transferirá rápidamente a través de la placa base de aluminio intermedia, reduciendo significativamente la efectividad del aislamiento. Mediante simulación y pruebas, hemos establecido el principio de un espacio básico ≥ 1.5 veces el diámetro del tubo, garantizando así la independencia térmica.

b. Límite Estructural: Defendiendo la "Línea Vital de Resistencia a la Presión"

La placa base de aluminio entre los canales de flujo es el eslabón débil para soportar la presión interna. Un espacio demasiado estrecho provoca una resistencia insuficiente de las aletas, con riesgo de desgarro bajo impactos de presión. A través de simulaciones de estrés mecánico, nos aseguramos de que, en cualquier condición de operación, el estrés entre los canales de flujo esté muy por debajo del límite elástico del material, eliminando fundamentalmente el riesgo de "estallido de la placa".

Figura 2: Placa de refrigeración líquida con tubos de cobre incrustados

c. Límite del Proceso: Asegurando la "Fabricación de Precisión"

Un espacio estrecho representa un gran desafío para las herramientas de fresado de ranuras. Basándonos en una amplia experiencia de fabricación, relacionamos el espacio con el diámetro de la herramienta. Esto garantiza un mecanizado eficiente y, al mismo tiempo, produce paredes de ranura lisas y uniformes, sentando las bases para el posterior anidamiento firme del tubo de cobre y una unión de baja resistencia térmica.

3- Puntos Clave para la Implementación de Ingeniería

Un diseño multicircuito exitoso requiere atención a los siguientes aspectos clave:

a. Diseño Colaborativo

Se recomienda integrar el diseño térmico y mecánico desde la fase conceptual, considerando integralmente la distribución de los canales de flujo, la resistencia estructural y la capacidad de fabricación, para evitar cambios de diseño posteriores.

b. Control de Procesos

• Emplear fresado de ranuras CNC de alta precisión para garantizar las tolerancias del ancho de la ranura y la calidad superficial.

• Utilizar tecnología de doblado de tubos con mandril para asegurar la permeabilidad y la uniformidad del espesor de la pared después del curvado del tubo de cobre.

• Aplicar un proceso confiable de anidación y fijación para prevenir el desplazamiento del tubo de cobre bajo condiciones de vibración.

c. Verificación y Pruebas

Un sistema de pruebas integral debe incluir:

• Prueba de estanqueidad al 100%

• Pruebas de característica caudal-caída de presión

• Verificación del rendimiento de la resistencia térmica

•Prueba de presión de ruptura

En resumen, la placa de agua con múltiples circuitos y tubos de cobre incrustados es una herramienta poderosa para resolver problemas de disipación de calor con múltiples fuentes térmicas complejas. La clave del éxito reside en comprender profundamente su lógica de diseño y encontrar el punto de equilibrio óptimo entre rendimiento y confiabilidad.

Actualizaremos periódicamente la información y las tecnologías relacionadas con el diseño térmico y la reducción de peso. Gracias por su interés en Walmate.