Καθώς η υπολογιστική ισχύς, η πυκνότητα των ηλεκτρονικών ισχύος, οι απαιτήσεις απόδοσης ψύξης και τα θερμικά φορτία συνεχίζουν να αυξάνονται, η υγρή ψύξη χρησιμοποιείται σε ένα ευρύτερο φάσμα εξοπλισμού.

Ένα σύστημα υγρής ψύξης δεν είναι απλώς ένας εναλλάκτης θερμότητας και ένα ψυκτικό υγρό. Είναι ένα πλήρες σύστημα ελέγχου υγρών που περιλαμβάνει αντλίες, σωληνώσεις, εναλλάκτες θερμότητας, ψυχρές πλάκες, δεξαμενές, φίλτρα, αισθητήρες, βαλβίδες και λογική ελέγχου.

Σε πολλές εφαρμογές, η αντλία είναι ένα σχετικά μικρό εξάρτημα, αλλά έχει άμεση επίδραση στη ροή του ψυκτικού, τη σταθερότητα της πίεσης, την αύξηση της θερμοκρασίας, το αποτύπωμα του συστήματος και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

Μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία μπορεί να εξεταστεί για κυκλώματα ψύξης υγρού που απαιτούν συμπαγή εγκατάσταση, ροή θετικής μετατόπισης, ελεγχόμενη κυκλοφορία, συγκράτηση υγρού με μαγνητική κίνηση και συμβατότητα με εξειδικευμένα ψυκτικά υγρά.

Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς να αξιολογήσετε μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία για υγρή ψύξη, συμπεριλαμβανομένης της αρχιτεκτονικής συστήματος, των θερμικών υπολογισμών, των απαιτήσεων πίεσης, της συμβατότητας ψυκτικού, της παραγωγής θερμότητας αντλίας, των παραμέτρων προϊόντος, των σεναρίων εφαρμογής και των κριτηρίων επιλογής μηχανικής.

Γρήγορη απάντηση: Μπορεί μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία να χρησιμοποιηθεί για υγρή ψύξη;

Ναι, αλλά η καταλληλότητα εξαρτάται από το πραγματικό σημείο λειτουργίας.

Μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επιλεγμένα συστήματα υγρής ψύξης όταν:

• Ρυθμός ροής

• Διαφορική πίεση

• Ιξώδες ψυκτικού

• Θερμοκρασία λειτουργίας

• Συμβατότητα με βρεγμένο υλικό

• Συνθήκες εισόδου

• Ταχύτητα κινητήρα

• Μέθοδος ελέγχου

• Απαιτήσεις συνεχούς λειτουργίας

ταιριάζει με το σχεδιασμό του βρόχου ψύξης.

Το πιο σημαντικό σημείο είναι ότι μια αντλία ψύξης δεν πρέπει να επιλέγεται μόνο από τη μέγιστη παροχή.

Το απαιτούμενο σημείο λειτουργίας καθορίζεται από το θερμικό φορτίο και την αύξηση της θερμοκρασίας στόχου, μαζί με την υδραυλική αντίσταση του πλήρους βρόχου.

Για την υγρή ψύξη στο κέντρο δεδομένων, το ASHRAE περιγράφει αρχιτεκτονικές που περιλαμβάνουν βρόχο ψύξης εγκατάστασης, μονάδες διανομής ψυκτικού υγρού (CDU) και συστήματα ψύξης τεχνολογίας (TCS). Τα CDU μπορούν να ενσωματώνουν αντλίες, βαλβίδες, εναλλάκτες θερμότητας, παρακολούθηση θερμοκρασίας/πίεσης/ροής και χειριστήρια.

1. Πώς λειτουργεί ένα σύστημα υγρής ψύξης;

Ένα σύστημα υγρής ψύξης μεταφέρει θερμότητα από ένα συστατικό υψηλής θερμοκρασίας σε ένα ψυκτικό και στη συνέχεια απορρίπτει αυτή τη θερμότητα μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας ή άλλου σταδίου ψύξης.

Ένας απλοποιημένος βρόχος υγρής ψύξης είναι:

Πηγή θερμότητας → Ψυχρή πλάκα / Εναλλάκτης θερμότητας → Βρόχος ψυκτικού → CDU / Εναλλάκτης θερμότητας → Απόρριψη θερμότητας → Επιστροφή

Ανάλογα με τον εξοπλισμό, η αρχιτεκτονική μπορεί να περιλαμβάνει πολλαπλούς βρόχους ρευστού.

Τα τυπικά συστατικά περιλαμβάνουν:

• Αντλία

• Κρύο πιάτο

• Πολλαπλούς

• Εναλλάκτης θερμότητας

• CDU

• Όγκος δεξαμενής ή διαστολής

• Φίλτρο

• Αισθητήρας πίεσης

• Αισθητήρας θερμοκρασίας

• Αισθητήρας ροής

• Βαλβίδα ελέγχου

• Ανίχνευση διαρροής

• Εξαρτήματα σωληνώσεων και ταχείας αποσύνδεσης

Η ASHRAE προσδιορίζει τα CDU ως μια σημαντική διεπαφή μεταξύ συστημάτων ψύξης εγκαταστάσεων και συστημάτων ψύξης τεχνολογίας. Ανάλογα με την αρχιτεκτονική, το υγρό ψύξης τεχνολογίας μπορεί να περιλαμβάνει νερό, απιονισμένο νερό, ψυκτικά μέσα ή υγρά με βάση τη γλυκόλη.

Για υπολογιστές τεχνητής νοημοσύνης και υψηλής πυκνότητας, η τρέχουσα καθοδήγηση ASHRAE περιγράφει επίσης αρχιτεκτονικές άμεσης ψύξης υγρού και CDU με λειτουργίες άντλησης και ελέγχου για θερμικά φορτία υψηλότερης πυκνότητας.

2. Πού βρίσκεται η αντλία σε ένα σύστημα ψύξης υγρού;

Ο ρόλος της αντλίας εξαρτάται από την αρχιτεκτονική του συστήματος.

Βρόχος ψύξης εγκατάστασης

Η πλευρά της εγκατάστασης μπορεί να χειρίζεται σχετικά μεγάλους όγκους ψυκτικού υγρού και να απορρίπτει τη θερμότητα μέσω ψυκτών, πύργων ψύξης, ψύκτες ξηρού ψύξης ή άλλου εξοπλισμού απόρριψης θερμότητας.

Επομένως, το μέγεθος της αντλίας πρέπει να είναι περίπου:

Υψηλή ροή + Απώλεια πίεσης συστήματος + Ενεργειακή απόδοση

Αυτό είναι θεμελιωδώς διαφορετικό από ένα συμπαγές κύκλωμα κυκλοφορίας σε επίπεδο εξοπλισμού.

Σύστημα ψύξης τεχνολογίας

Το σύστημα ψύξης τεχνολογίας, ή TCS, εξυπηρετεί άμεσα το θερμικό φορτίο της πληροφορικής ή του εξοπλισμού.

Στα συστήματα απευθείας στο τσιπ, το ψυκτικό υγρό διανέμεται σε ψυχρές πλάκες που συνδέονται με εξαρτήματα υψηλής ισχύος.

Η αντλία πρέπει να διατηρεί την απαιτούμενη ροή μέσω:

Αντλία → Πολλαπλή → Ψυχρή πλάκα → Πολλαπλή επιστροφής → Εναλλάκτης θερμότητας/CDU

Εδώ, η πτώση πίεσης μέσω ψυχρών πλακών, πολλαπλών, φίλτρων και γρήγορων αποσυνδέσεων γίνεται σημαντικό μέρος της επιλογής της αντλίας.

CDU

Μια μονάδα διανομής ψυκτικού μπορεί να συνδέσει τον βρόχο εγκατάστασης με τον βρόχο ψύξης τεχνολογίας.

Ανάλογα με το σχεδιασμό, ένα CDU μπορεί να περιλαμβάνει:

• Εναλλάκτης θερμότητας

• Αντλία κυκλοφορίας

• Βαλβίδες

• Αισθητήρες

• Έλεγχοι

• Διήθηση

• Εξαρτήματα διαστολής ή ελέγχου πίεσης

Επομένως, η αντλία πρέπει να επιλεγεί ως μέρος της πλήρους υδραυλικής σχεδίασης CDU , και όχι ως μεμονωμένο εξάρτημα.

3. Ο πρώτος υπολογισμός: Πόση ροή ψυκτικού υγρού απαιτείται;

Ένας από τους πιο χρήσιμους υπολογισμούς στην υγρή ψύξη είναι η σχέση μεταξύ του θερμικού φορτίου, της ροής του ψυκτικού και της αύξησης της θερμοκρασίας.

Για μονοφασικό ψυκτικό:

ή, χρησιμοποιώντας ογκομετρική ροή:

Οπου:

• P = θερμικό φορτίο, W

• Q = ογκομετρική ροή, m³/s

• ρ = πυκνότητα ψυκτικού, kg/m³

• cp = ειδική θερμοχωρητικότητα, J/(kg·K)

• ΔT = επιτρεπόμενη αύξηση θερμοκρασίας ψυκτικού, Κ

Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι ένας βρόχος ψύξης αφαιρεί:

50 kW

με ψυκτικό υγρό που μοιάζει με νερό και στοχευόμενη αύξηση θερμοκρασίας κατά:

5°C

Η κατά προσέγγιση απαιτούμενη ροή είναι:

143,5 L/min

Αυτός ο υπολογισμός είναι σημαντικός γιατί δείχνει αμέσως γιατί το μέγεθος της αντλίας πρέπει να ξεκινά με το πραγματικό θερμικό φορτίο.

Μια μικρή μικροαντλία μπορεί να είναι κατάλληλη για εντοπισμένο βρόχο θερμικής διαχείρισης, κύκλωμα ψύξης συμπιεστή, βοηθητικό κύκλωμα ψύξης ή συμπαγές υποσύστημα CDU, αλλά δεν θα πρέπει να θεωρείται αυτόματα κατάλληλη για μεγάλο βρόχο 50 kW.

4. Ο ρυθμός ροής δεν είναι αρκετός: Υπολογίστε τη διαφορική πίεση

Αφού υπολογίσετε τη ροή, καθορίστε πόση πίεση πρέπει να παράγει η αντλία.

Η απαιτούμενη διαφορική πίεση μπορεί να περιλαμβάνει απώλειες από:

• Κρύα πιάτα

• Πολλαπλοί

• Σωλήνωση

• Φίλτρα

• Εναλλάκτες θερμότητας

• Εξαρτήματα γρήγορης αποσύνδεσης

• Βαλβίδες

• Ανύψωση

• Συσκευές ελέγχου ροής

Ως εκ τούτου, το σημείο λειτουργίας της αντλίας θα πρέπει να οριστεί ως:

Απαιτούμενη ροή + Απαιτούμενη διαφορική πίεση

Για μια γραναζωτή αντλία θετικής μετατόπισης, μια απλοποιημένη σχέση είναι:

όπου:

• Vd = μετατόπιση ανά περιστροφή

• n = ταχύτητα περιστροφής

Η πραγματική ροή είναι χαμηλότερη από τη θεωρητική ροή λόγω εσωτερικής διαρροής ή ολίσθησης.

Καθώς η διαφορική πίεση αυξάνεται, η εσωτερική ολίσθηση μπορεί να αυξηθεί και η πραγματική ροή μπορεί να αποκλίνει από τη θεωρητική τιμή.

Επομένως:

Μην επιλέγετε μια αντλία με μικρό γρανάζια μόνο από τη μέγιστη ροή. Ελέγξτε την πραγματική ροή στην απαιτούμενη διαφορική πίεση και ταχύτητα.

Αυτή η αρχή αντικατοπτρίζεται επίσης στη γενική καθοδήγηση επιλογής αντλίας της Suofu.

5. Θερμότητα αντλίας: Η αντλία είναι επίσης μέρος του θερμικού προϋπολογισμού

Ένα ζήτημα που συχνά παραβλέπεται στην υγρή ψύξη είναι ότι η ίδια η αντλία μπορεί να εισάγει θερμότητα στο σύστημα.

Η ηλεκτρική ισχύς εισόδου δεν γίνεται απολύτως χρήσιμη υδραυλική ισχύς.

Η υδραυλική ισχύς μπορεί να προσεγγιστεί από:

όπου:

• Δp = διαφορική πίεση αντλίας

• Q = ογκομετρική ροή

Η διαφορά μεταξύ της ισχύος εισόδου και της χρήσιμης υδραυλικής ισχύος αντιπροσωπεύει απώλειες που σχετίζονται με τον κινητήρα, τη μαγνητική σύζευξη, τα ρουλεμάν, τα γρανάζια, την εσωτερική τριβή του υγρού, τα ηλεκτρικά εξαρτήματα και άλλους μηχανισμούς.

Δεν εισέρχονται απαραίτητα όλες αυτές οι απώλειες στο ψυκτικό. μερικοί απορρίπτονται στο περιβάλλον περιβάλλον.

Επομένως, για τη θερμική μοντελοποίηση συστήματος, οι μηχανικοί θα πρέπει να προσδιορίσουν:

Πόση από τις απώλειες της αντλίας μεταφέρεται πραγματικά στο ψυκτικό;

Αυτό είναι πιο χρήσιμο από την εφαρμογή ενός γενικού αριθμού 'άνοδος θερμοκρασίας αντλίας'.

Μια πρακτική μέθοδος επικύρωσης είναι η μέτρηση:

• Θερμοκρασία εισόδου ψυκτικού

• Θερμοκρασία εξόδου ψυκτικού

• Ρυθμός ροής

• Ισχύς εισόδου αντλίας

• Διαφορική πίεση

• Θερμοκρασία κινητήρα

• Θερμοκρασία περιβάλλοντος

υπό την πραγματική κατάσταση λειτουργίας.

Γιατί αυτό έχει σημασία

Εάν μια αντλία προσθέτει αρκετές εκατοντάδες watt θερμότητας σε έναν συμπαγή δευτερεύοντα βρόχο, αυτή η θερμότητα πρέπει τελικά να αφαιρεθεί από τον εναλλάκτη θερμότητας.

Επομένως, η αντλία γίνεται μέρος της θερμικής ισορροπίας του συστήματος , όχι απλώς μια συσκευή κίνησης υγρών.

6. Γιατί ο μαγνητικός δίσκος έχει σημασία στην υγρή ψύξη

Ένας συμβατικός περιστρεφόμενος άξονας που διέρχεται από το περίβλημα της αντλίας απαιτεί μια δυναμική διεπαφή στεγανοποίησης.

Μια αντλία με μαγνητική κίνηση μεταφέρει τη ροπή μέσω μαγνητικής σύζευξης, επιτρέποντας στον κινητήρα και το αντλούμενο υγρό να διαχωριστούν από τη δομή συγκράτησης της αντλίας.

Αυτό το σχέδιο μπορεί:

• Καταργήστε τη συμβατική διεπαφή στεγανοποιητικού περιστρεφόμενου άξονα

• Μειώστε μία πιθανή διαδρομή διαρροής

• Απομονώστε τον κινητήρα από το αντλούμενο υγρό

• Υποστήριξη συμπαγούς ενσωμάτωσης συστήματος ρευστού

Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν το ψυκτικό υγρό είναι:

• Ακριβός

• Χημικά ευαίσθητο

• Δύσκολο να συγκρατηθεί

• Πτητικός

• Περιβαλλοντικά ευαίσθητο

• Χρησιμοποιείται σε σύστημα κλειστού βρόχου όπου η μόλυνση ή η διαρροή είναι ανεπιθύμητη

Ωστόσο, η μαγνητική κίνηση δεν σημαίνει ότι το πλήρες σύστημα ψύξης είναι αυτόματα χωρίς διαρροές.

Οι στατικές στεγανοποιήσεις, οι δακτύλιοι Ο, οι συνδέσεις με σπείρωμα, οι συγκολλημένες ενώσεις, τα εξαρτήματα, τα περιβλήματα της αντλίας, οι σωλήνες και οι εναλλάκτες θερμότητας πρέπει ακόμη να επικυρωθούν.

7. Οι ιδιότητες του ψυκτικού μέσου επηρεάζουν άμεσα τον σχεδιασμό της αντλίας

Η φράση 'υγρόψυξη' καλύπτει πολύ διαφορετικά υγρά.

Ψυκτικά με βάση το νερό και τη γλυκόλη

Τα μείγματα νερού και νερού-γλυκόλης είναι κοινά σε μονοφασικά συστήματα ψύξης.

Οι σημαντικές παράμετροι περιλαμβάνουν:

• Συγκέντρωση γλυκόλης

• Ιξώδες

• Πυκνότητα

• Ειδική θερμότητα

• Χαρακτηριστικά διάβρωσης

• Θερμοκρασία λειτουργίας

• Ηλεκτρική αγωγιμότητα

• Συμβατότητα υλικού

Η αντλία πρέπει να αξιολογείται στην πραγματική θερμοκρασία λειτουργίας επειδή το ιξώδες αλλάζει με τη θερμοκρασία.

Διηλεκτρικά και Ειδικά Ψυκτικά Υγρά

Εξειδικευμένα ψυκτικά υγρά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχιτεκτονικές εμβάπτισης ή σε άλλες αρχιτεκτονικές ψύξης σε επίπεδο εξοπλισμού.

Για αυτά τα υγρά, οι μηχανικοί θα πρέπει να επαληθεύουν:

• Χημική συμβατότητα

• Διογκωτική συμπεριφορά ελαστομερών

• Συμβατότητα πολυμερών

• Ολισθηρότητα

• Πίεση ατμών

• Ιξώδες

• Εξαγωγή υλικού

• Μακροχρόνια έκθεση

Η ίδια διάταξη αντλίας δεν θα πρέπει να θεωρείται αυτόματα συμβατή με κάθε ειδικό ψυκτικό υγρό.

Ψυκτικά και Διφασική Ψύξη

Η ψύξη με βάση το ψυκτικό εισάγει πρόσθετη πολυπλοκότητα.

Στην είσοδο της αντλίας, το υγρό μπορεί να πλησιάσει τις συνθήκες κορεσμού. Μια πτώση πίεσης μπορεί να προκαλέσει αναβοσβήνει, παράγοντας ένα μείγμα αερίου-υγρού.

Αυτό αλλάζει σημαντικά το περιβάλλον λειτουργίας της αντλίας.

Επομένως, ο σχεδιασμός θα πρέπει να λάβει υπόψη:

• Πίεση κορεσμού

• Θερμοκρασία υγρού

• Πίεση εισόδου

• NPSH / διαθέσιμες συνθήκες αναρρόφησης

• Παραγωγή αερίου

• Συμπεριφορά δύο φάσεων

• Συμβατότητα υλικού

• Συνθήκες εκκίνησης

Για εφαρμογές ψυκτικού μέσου, η επιλογή της αντλίας πρέπει να επικυρώνεται με το συγκεκριμένο ψυκτικό μέσο και το φάκελο λειτουργίας αντί να βασίζεται μόνο στην απόδοση του νερού.

8. Παράμετροι Micro Magnetic Gear Pump για Υγρή Ψύξη

Η σειρά NP της Suofu καλύπτει πολλαπλές περιοχές μετατόπισης και ροής.

Ο παρακάτω πίνακας χρησιμοποιεί δεδομένα προϊόντος που έχουν δημοσιευτεί επί του παρόντος και θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως αναφορά επιλογής και όχι ως εγγυημένο σημείο λειτουργίας . Η πραγματική απόδοση εξαρτάται από την πίεση, την ταχύτητα, το ιξώδες, τη θερμοκρασία, τη διαμόρφωση του κινητήρα και το ψυκτικό υγρό.

*Οι δημοσιευμένες σελίδες του προϊόντος καθορίζουν την αναφορά διαφορικής πίεσης με το νερό ως μέσο. Οι προσαρμοσμένες δυνατότητες πίεσης ποικίλλουν ανά σειρά και διαμόρφωση και θα πρέπει να επαληθεύονται με βάση τη σχετική καμπύλη απόδοσης.

Αντιπροσωπευτικά χαρακτηριστικά λειτουργίας

Ανάλογα με τη σειρά, οι δημοσιευμένες προδιαγραφές NP περιλαμβάνουν:

• Ταχύτητα λειτουργίας: έως περίπου 4.000 rpm στις αναφερόμενες διαμορφώσεις

• Θερμοκρασία λειτουργίας: περίπου -120°C έως +150°C στις ισχύουσες διαμορφώσεις

• Μεσαίο ιξώδες: έως περίπου 20.000 cP στις κατάλληλες σελίδες προϊόντων

• Κενό εισόδου: περίπου -0,85 bar, ανάλογα με την ταχύτητα, σύμφωνα με τις ισχύουσες διαμορφώσεις

• Επιλογές σώματος αντλίας: SS316, Hastelloy, PEEK και προσαρμοσμένα υλικά

• Επιλογές γραναζιών/ρουλεμάν: PEEK στις διαμορφώσεις που αναφέρονται

• Άξονας: κεραμικό ζιρκονίας

• Επιλογές O-ring: FKM, EPDM, PTFE, FVMQ, CR και FFKM

• Επιλογές κινητήρα: BLDC, AC/VFD και διαμορφώσεις σερβομηχανισμού ανάλογα με τη σειρά

Αυτές οι προδιαγραφές εξαρτώνται από τη διαμόρφωση και δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως καθολικά όρια της σειράς NP.

9. Πώς να επιλέξετε τη σειρά NP για υγρή ψύξη

Η επιλογή πρέπει να ακολουθεί το απαιτούμενο σημείο λειτουργίας και όχι τον αριθμό μοντέλου.

Ψύξη μικρής ροής

Για συμπαγή συστήματα διαχείρισης θερμότητας που απαιτούν ροές κάτω από περίπου 2,2 L/min, η οικογένεια NP42 παρέχει τέσσερις επιλογές μετατόπισης από 0,2 έως 0,7 ml/rev.

Οι τυπικές εφαρμογές μηχανικής περιλαμβάνουν:

• Μικρά κυκλώματα ψύξης

• Εργαστηριακά θερμικά συστήματα

• Συμπαγής ψυκτικός εξοπλισμός

• Βοηθητικές θηλιές ψύξης

• Εξειδικευμένος εξοπλισμός ψύξης

Μικρή έως μέτρια ροή

Η οικογένεια NP51 καλύπτει NP100 έως NP190, με δημοσιευμένες ονομαστικές τιμές ροής από 0–2,9 L/min έως 0–6,0 L/min.

Αυτό το εύρος μπορεί να ληφθεί υπόψη για:

• Συμπαγής εξοπλισμός ψύξης

• Κυκλοφορία ψύξης

• Μικρά υποσυστήματα CDU

• Θερμική διαχείριση εξοπλισμού

• Ψύξη συμπιεστή

Μέτρια ροή

Η οικογένεια NP60 περιλαμβάνει NP240 και NP350.

Το NP350 έχει δημοσιευμένο εύρος ονομαστικής ροής έως 10,5 L/min , με ονομαστική μετατόπιση 3,5 ml/rev.

Η σειρά μπορεί να αξιολογηθεί για:

• Κυκλώματα ψύξης μέσης ροής

• Βιομηχανική ψύξη

• Ψύξη συμπιεστή

• Συμπαγής εξοπλισμός υγρής ψύξης

• Μονάδες θερμικής διαχείρισης

Υψηλότερη ροή

Η οικογένεια NP98 περιλαμβάνει:

• NP400

• NP600

• NP900

• NP1200

• NP1700

Το δημοσιευμένο εύρος ονομαστικής ροής εκτείνεται από 12,6 L/min για NP400 έως 55 L/min για NP1700.

Αυτό το εύρος μπορεί να αξιολογηθεί για συστήματα ψύξης και ψύξης εξοπλισμού υψηλότερης ροής όπου το πραγματικό σημείο πίεσης ροής εμπίπτει στο πλαίσιο απόδοσης της αντλίας.

Βιομηχανική ψύξη μεγάλης ροής

Το NP2600 έχει ονομαστική μετατόπιση 26 ml/rev και δημοσιευμένο εύρος ονομαστικής ροής 0–65 L/min.

Για αυτήν την κατηγορία αντλιών, οι μηχανικοί θα πρέπει να δώσουν ιδιαίτερη προσοχή σε:

• Ισχύς κινητήρα

• Διαφορική πίεση

• Ιξώδες ψυκτικού

• Παραγωγή θερμότητας

• Μέγεθος σωλήνα

• Πτώση πίεσης φίλτρου

• Διαμόρφωση εγκατάστασης

10. Μια πρακτική λίστα ελέγχου επιλογής αντλίας υγρού ψύξης

Πριν επιλέξετε μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία, προετοιμάστε αυτές τις 10 παραμέτρους.

Δύο πρόσθετες παράμετροι είναι ιδιαίτερα σημαντικές για την ψύξη κλειστού βρόχου:

Καθαριότητα ψυκτικού

Η μόλυνση από σωματίδια μπορεί να επηρεάσει μικρές εσωτερικές αποστάσεις, γρανάζια, ρουλεμάν και στεγανοποιήσεις.

Οι δημοσιευμένες σελίδες προϊόντων NP42, NP51, NP60 και NP98 της Suofu συνιστούν ένα φίλτρο εισόδου 400 mesh στις ισχύουσες διαμορφώσεις. Το πραγματικό φίλτρο θα πρέπει επίσης να επιλέγεται ανάλογα με την πτώση πίεσης, την ικανότητα ροής και τη συμβατότητα του ψυκτικού.

Συνθήκες ξηρής λειτουργίας

Η ικανότητα ξηρής λειτουργίας δεν είναι καθολική στη σειρά NP.

Για παράδειγμα, η σελίδα προϊόντος NP60 καθορίζει μια περιορισμένη κατάσταση ξηρής λειτουργίας, ενώ η σελίδα NP98 δηλώνει ρητά ότι δεν συνιστάται η λειτουργία σε ξηρή κατάσταση.

Επομένως:

Μην υποθέτετε ποτέ την ικανότητα ξηρής λειτουργίας μόνο από το οικογενειακό όνομα της αντλίας.

11. Σενάρια Εφαρμογής

11.1 Κέντρο δεδομένων υγρής ψύξης

Στην υγρή ψύξη του κέντρου δεδομένων, οι αντλίες μπορεί να λειτουργούν μέσα σε CDU ή συστήματα ψύξης τεχνολογίας.

Οι τυπικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν:

• Συνεχής λειτουργία

• Σταθερή ροή

• Ελεγχόμενη διαφορική πίεση

• Χαμηλό αποτύπωμα εγκατάστασης

• Συμβατότητα ψυκτικού

• Παρακολούθηση και έλεγχος

• Εξυπηρέτηση

Η ASHRAE προσδιορίζει αντλίες, βαλβίδες, εναλλάκτες θερμότητας και όργανα ως εξαρτήματα συστημάτων διανομής υγρής ψύξης.

Επομένως, μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία είναι πιο σχετική με τα καθήκοντα συμπαγούς ή τοπικής κυκλοφορίας παρά με κάθε θέση αντλίας σε μια μεγάλη εγκατάσταση κέντρου δεδομένων.

11.2 Ψύξη απευθείας στο chip

Τα συστήματα απευθείας στο τσιπ τοποθετούν κρύες πλάκες απευθείας σε εξαρτήματα υψηλής ισχύος.

Η αντλία πρέπει να υπερνικήσει την υδραυλική αντίσταση:

Αντλία → Πολλαπλή → Ψυχρή πλάκα → Πολλαπλή → Εναλλάκτης θερμότητας → Επιστροφή

Επομένως, η σωστή αντλία θα πρέπει να επιλέγεται χρησιμοποιώντας την πτώση πίεσης της ψυχρής πλάκας και την απαιτούμενη ροή ψυκτικού , όχι απλώς τη θερμική ισχύ του τσιπ.

11.3 Υποσυστήματα CDU

Ένα συμπαγές CDU μπορεί να έχει αυστηρές απαιτήσεις για:

• Διαστάσεις εγκατάστασης

• Ρύθμιση ροής

• Σταθερότητα πίεσης

• Συμβατότητα ψυκτικού

• Συνεχής λειτουργία

• Ενσωμάτωση αισθητήρα

Η αντλία μπορεί να επιλεγεί σύμφωνα με το πραγματικό σημείο λειτουργίας CDU.

11.4 Ψύξη συμπιεστή με μαγνητικά ρουλεμάν

Οι συμπιεστές με μαγνητικά ρουλεμάν και αεροσυμπιεστές μπορούν να χρησιμοποιούν ειδικά κυκλώματα ψύξης υγρού ή ψυκτικού.

Η αντλία μπορεί να χρειαστεί να χειριστεί:

• Συμπαγής χώρος εγκατάστασης

• Συμβατότητα ψυκτικού

• Διακύμανση θερμοκρασίας

• Διαφορά πίεσης

• Συνεχής λειτουργία

• Έλεγχος μεταβλητής ταχύτητας

Τα δημοσιευμένα δεδομένα εφαρμογής ψύξης συμπιεστή της Suofu περιλαμβάνουν NP070/NP190 για εφαρμογές χαμηλότερης ροής, NP350 για συστήματα μέσης ροής και NP1700/NP2600 για συστήματα υψηλότερης ροής.

11.5 Βιομηχανική Θερμική Διαχείριση

Εκτός κέντρων δεδομένων, οι μικρομαγνητικές αντλίες με γρανάζια μπορούν επίσης να αξιολογηθούν για:

• Ψύξη ισχύος-ηλεκτρονικών

• Δοκιμή IGBT

• Θερμική διαχείριση μπαταρίας

• Εργαστηριακή ψύξη

• Ψυκτικός εξοπλισμός

• Εξειδικευμένη διαδικασία ψύξης

• Συμπαγή συστήματα μεταφοράς θερμότητας

Ισχύει ο ίδιος μηχανικός κανόνας:

Επιλέξτε από το πλήρες σημείο λειτουργίας ροής-πίεσης-θερμοκρασίας-ιξώδους.

12. Μηχανική περίπτωση: Ανάπτυξη αντλίας υψηλής ταχύτητας για εφαρμογή ψύξης χώρου

Το αρχικό υλικό που παρέχεται για αυτό το άρθρο περιέχει μια περίπτωση μηχανικής που περιλαμβάνει την ανάπτυξη μιας αντλίας ψύξης υψηλής ταχύτητας για ένα ωφέλιμο φορτίο υπολογισμού χώρου.

Σύμφωνα με τις παρεχόμενες πληροφορίες του έργου, ο σχεδιασμός κινήθηκε πέρα ​​από τις συμβατικές ταχύτητες της αντλίας προς ένα εύρος λειτουργίας περίπου 11.000–20.000 rpm , με συμπαγή άξονα γύρω από την κλίμακα 3 mm και μια περιοχή λειτουργίας στόχου που περιλαμβάνει δεκάδες έως περίπου 100 mL/min και περίπου 1–2 MPa.

Η πρόκληση της μηχανικής δεν ήταν απλώς η αύξηση της ταχύτητας περιστροφής.

Το σχεδιαστικό πρόβλημα αφορούσε:

Μεγαλύτερη ταχύτητα

↓

Μικρότερος φάκελος αντλίας

↓

Υψηλότερη καταπόνηση ταχύτητας άξονα

↓

Υψηλότερη φόρτιση φωτοβολταϊκών μετάδοσης

↓

Περιορισμοί υλικού και ρουλεμάν

↓

Ανάγκη για αποκλειστική επικύρωση

Αυτός ο τύπος εφαρμογής απαιτεί να αξιολογηθεί η αντλία ως πλήρες περιστρεφόμενο σύστημα.

Τα σημαντικά στοιχεία επικύρωσης περιλαμβάνουν:

• Αντοχή ρότορα

• Απόκλιση άξονα

• Φόρτωση ρουλεμάν

• Φθορά εργαλείων

• Μαγνητική ροπή ζεύξης

• Θερμική συμπεριφορά κινητήρα

• Δόνηση

• Συμπεριφορά εκκίνησης

• Κύκλος θερμοκρασίας

• Κενό/περιβαλλοντικές συνθήκες

13. Τι κάνει μια αντλία υγρού ψύξης αξιόπιστη;

Η αξιοπιστία δεν καθορίζεται από ένα υλικό ή μία προδιαγραφή.

Ένα πρακτικό μοντέλο αξιοπιστίας είναι:

Συμβατότητα υλικού

Υδραυλικό Σημείο Λειτουργίας

Θερμική Διαχείριση

Σχεδιασμός ρουλεμάν / γραναζιών

Επιλογή κινητήρα

Καθαριότητα ψυκτικού υγρού

Κατασκευαστική συνέπεια

Δοκιμή επικύρωσης

Η αντλία θα πρέπει να ελέγχεται υπό αντιπροσωπευτικές συνθήκες και όχι μόνο σε θερμοκρασία δωματίου με νερό.

Ένας ουσιαστικός πίνακας δοκιμής μπορεί να περιλαμβάνει:

Για εξειδικευμένα έργα, ένας χάρτης απόδοσης P-Q είναι πολύ πιο χρήσιμος από έναν μόνο αριθμό μέγιστης ροής.

14. Ποια είναι τα τεχνικά όρια των μικρομαγνητικών γραναζωτών αντλιών;

Ένα τεχνικά αξιόπιστο άρθρο θα πρέπει επίσης να εξηγεί πού έχει περιορισμούς η τεχνολογία.

Μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία μπορεί να μην είναι κατάλληλη όταν:

Απαιτείται εξαιρετικά μεγάλη ροή

Η απαιτούμενη ροή μπορεί να υπερβαίνει το πρακτικό εύρος λειτουργίας μιας συμπαγούς αντλίας θετικού εκτοπίσματος.

Η εξαιρετικά χαμηλή παραγωγή σωματιδίων είναι υποχρεωτική

Οι διεπαφές δικτυωτού κιβωτίου ταχυτήτων και ρουλεμάν πρέπει να αξιολογούνται προσεκτικά όπου τα όρια μόλυνσης είναι εξαιρετικά αυστηρά.

Το ψυκτικό περιέχει σκληρά σωματίδια

Τα λειαντικά σωματίδια μπορούν να επιταχύνουν τη φθορά των γραναζιών, των ρουλεμάν και άλλων βρεγμένων εξαρτημάτων.

Το υγρό χαρακτηρίζεται ελάχιστα

Για άγνωστα διηλεκτρικά υγρά, ψυκτικά ή εξειδικευμένα ψυκτικά, θα πρέπει να καθοριστούν δεδομένα συμβατότητας υλικού και ιξώδους πριν από την επιλογή.

Αναμένεται διφασική ροή στην είσοδο της αντλίας

Το αναβοσβήσιμο και η εισαγωγή αερίου μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τη συμπεριφορά της αντλίας.

Η αντλία αναμένεται να λειτουργεί στεγνά

Τα όρια ξηρής λειτουργίας πρέπει να επαληθεύονται για το ακριβές μοντέλο και τη διαμόρφωση.

Αυτό δεν είναι αδυναμία ενός συγκεκριμένου προϊόντος. Είναι ένα θεμελιώδες μέρος της επιλογής της μηχανικής αντλίας.

15. Πώς πρέπει να περιλαμβάνεται η θερμότητα της αντλίας σε μια προσομοίωση συστήματος ψύξης;

Για ένα θερμικό μοντέλο, διαχωρίστε τρεις ποσότητες:

1. Ηλεκτρική ισχύς εισόδου

Παρέχεται ρεύμα στον κινητήρα και στον κινητήρα.

2. Υδραυλική ισχύς

3. Η θερμότητα μεταφέρεται στο ψυκτικό υγρό

Μόνο ένα μέρος της συνολικής απώλειας εισέρχεται απαραίτητα στο ψυκτικό.

Επομένως, αντί να υποθέσετε ένα γενικό ποσοστό παραγωγής θερμότητας, λάβετε δεδομένα μέτρησης κάτω από το επιδιωκόμενο σημείο λειτουργίας.

Ένα χρήσιμο αρχείο δοκιμής είναι:

Ροή + ΔP + Ηλεκτρική ισχύ + Θερμοκρασία εισόδου ψυκτικού + Θερμοκρασία εξόδου ψυκτικού + Θερμοκρασία περιβάλλοντος

Αυτό δημιουργεί ένα σύνολο δεδομένων που μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας στο θερμικό μοντέλο συστήματος.

16. Συχνές ερωτήσεις

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία για την υγρή ψύξη του κέντρου δεδομένων;

Ναί. Μπορεί να ληφθεί υπόψη για επιλεγμένα κυκλώματα ψύξης, ιδιαίτερα συμπαγείς ή τοπικούς βρόχους όπου η απαιτούμενη ροή, η διαφορική πίεση, οι ιδιότητες ψυκτικού και οι διαστάσεις εγκατάστασης εμπίπτουν στο πλαίσιο λειτουργίας της αντλίας.

Τι ρυθμό ροής μπορεί να προσφέρει μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία;

Η δημοσιευμένη σειρά Suofu NP κυμαίνεται από περίπου 0–1,5 L/min έως 0–65 L/min , ανάλογα με τη σειρά και το μοντέλο. Για εφαρμογές υγρής ψύξης, το πραγματικό σημείο λειτουργίας πρέπει να προσδιορίζεται από την απαιτούμενη ροή, τη διαφορική πίεση, το ψυκτικό και την ταχύτητα της αντλίας.

Ποια είναι η μέγιστη πίεση;

Δεν υπάρχει ενιαία τιμή πίεσης για ολόκληρη τη σειρά NP.

Οι δημοσιευμένες σελίδες προϊόντων καθορίζουν διαφορετικές τιμές διαφορικής πίεσης και αντοχής στην πίεση ανά σειρά και διαμόρφωση. Για παράδειγμα, οι σελίδες NP42, NP51, NP60, NP98 και NP106 δημοσιεύουν διαφορετικές δυνατότητες πίεσης συστήματος. Το τελικό σημείο λειτουργίας πρέπει να ελεγχθεί σε σχέση με την αντίστοιχη καμπύλη του μοντέλου.

Μπορεί η αντλία να χειριστεί τη γλυκόλη;

Η αντλία μπορεί να αξιολογηθεί για ψυκτικά με βάση τη γλυκόλη, αλλά η ακριβής συγκέντρωση γλυκόλης, η θερμοκρασία, το ιξώδες και η συμβατότητα του υλικού θα πρέπει να επιβεβαιωθούν πριν από την επιλογή.

Μπορεί μια αντλία μαγνητικού γραναζιού να χειριστεί ψυκτικό;

Επιλεγμένες διαμορφώσεις μπορούν να ληφθούν υπόψη για την κυκλοφορία του ψυκτικού, αλλά οι εφαρμογές ψυκτικού απαιτούν ειδική επικύρωση πίεσης, θερμοκρασίας, ιξώδους, συμβατότητας υλικού, συνθηκών εισαγωγής και συμπεριφοράς αερίου-υγρού.

Η μαγνητική κίνηση σημαίνει μηδενική διαρροή;

Καμία αντλία δεν πρέπει να περιγράφεται ως απολύτως 'μηδενική διαρροή' χωρίς να καθοριστεί ολόκληρο το σύστημα και οι συνθήκες δοκιμής.

Η μαγνητική κίνηση εξαλείφει τη συμβατική διεπαφή στεγανοποιητικού περιστρεφόμενου άξονα, η οποία μπορεί να μειώσει μία πιθανή διαδρομή διαρροής. Οι στατικές σφραγίδες και οι εξωτερικές συνδέσεις εξακολουθούν να απαιτούν μηχανική επικύρωση.

Μπορεί η αντλία να στεγνώσει;

Εξαρτάται από την ακριβή διαμόρφωση.

Για παράδειγμα, η τεκμηρίωση NP60 της Suofu καθορίζει περιορισμένες συνθήκες στεγνού τρεξίματος, ενώ η τεκμηρίωση NP98 αναφέρει ότι δεν συνιστάται η λειτουργία σε στεγνό.

Ποια είναι η πιο σημαντική παράμετρος κατά την επιλογή μιας αντλίας ψύξης υγρού;

Δεν υπάρχει μία παράμετρος.

Τα ελάχιστα δεδομένα επιλογής πρέπει να περιλαμβάνουν:

Ροή + Διαφορική πίεση + Ψυκτικό + Ιξώδες + Θερμοκρασία + Κατάσταση Εισόδου + Κινητήρας/Έλεγχος

Πώς μπορώ να υπολογίσω την απαιτούμενη ροή;

Για μονοφασικό ψυκτικό:

Η απαιτούμενη ροή αυξάνεται όταν αυξάνεται το θερμικό φορτίο ή μειώνεται η επιτρεπόμενη αύξηση της θερμοκρασίας του ψυκτικού.

Πρέπει να συμπεριληφθεί η θερμότητα της αντλίας στον υπολογισμό της ψύξης;

Ναί.

Οι απώλειες της αντλίας μπορούν να συμβάλουν στο θερμικό φορτίο του βρόχου ψυκτικού. Για συμπαγή συστήματα με σχετικά μικρό εναλλάκτη θερμότητας, αυτό μπορεί να είναι αρκετά σημαντικό ώστε να δικαιολογεί την άμεση μέτρηση.

Μπορεί η ίδια αντλία να χρησιμοποιηθεί για νερό, γλυκόλη, ψυκτικό και διηλεκτρικά υγρά;

Όχι αυτόματα.

Διαφορετικά ρευστά έχουν διαφορετικό ιξώδες, πυκνότητα, πίεση ατμών, λιπαντικότητα και χημική συμβατότητα. Η διαμόρφωση της αντλίας θα πρέπει να επικυρωθεί για το συγκεκριμένο ψυκτικό.

17. Μηχανικά δεδομένα που πρέπει να παρέχονται για την επιλογή αντλίας

Για ένα έργο OEM υγρής ψύξης, δώστε τις ακόλουθες πληροφορίες:

Όσο πληρέστερα είναι αυτά τα δεδομένα, τόσο πιο ακριβής είναι η αντιστοίχιση της αντλίας με το σύστημα ψύξης.

18. Συμπέρασμα

Μια αντλία υγρού ψύξης πρέπει να επιλέγεται ως μέρος του πλήρους θερμικού και υδραυλικού συστήματος , όχι ως μεμονωμένο εξάρτημα.

Για μια μικρομαγνητική γραναζωτή αντλία, η κρίσιμη αλυσίδα σχεδιασμού είναι:

Θερμικό Φορτίο

→ Απαιτούμενη ροή ψυκτικού

→ Πτώση πίεσης συστήματος

→ Σημείο Λειτουργίας Αντλίας

→ Συμβατότητα ψυκτικού

→ Έλεγχος κινητήρα & ταχύτητας

→ Θερμική Απώλεια

→ Μακροπρόθεσμη επικύρωση

Η σειρά NP της Suofu παρέχει πολλαπλές διαμορφώσεις μετατόπισης και ροής, που κυμαίνονται από μοντέλα NP42 μικρής ροής έως το NP2600 με δημοσιευμένο εύρος ονομαστικής ροής έως 65 L/min.

Για εφαρμογές υγρής ψύξης, ο μηχανικός στόχος δεν είναι η επιλογή της αντλίας με τις μεγαλύτερες προδιαγραφές. Πρέπει να ταιριάζει την αντλία με το πραγματικό σημείο λειτουργίας ροής-πίεσης-θερμοκρασίας-ιξώδους , ενώ επικυρώνονται τα υλικά, οι συνθήκες εισόδου, η παραγωγή θερμότητας, η καθαριότητα και η συνεχής λειτουργία.

Για ένα έργο OEM, οι πιο χρήσιμες πληροφορίες εκκίνησης είναι:

Ψυκτικό + Θερμικό Φορτίο + Ροή + Διαφορική πίεση + Θερμοκρασία + Ιξώδες + Κατάσταση Εισόδου + Κινητήρας/Έλεγχος

Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν την αξιολόγηση της διαμόρφωσης της αντλίας και της καμπύλης απόδοσης σε σχέση με τις πραγματικές απαιτήσεις του συστήματος ψύξης.