Kun laskentateho, tehoelektroniikan tiheys, jäähdytystehokkuusvaatimukset ja lämpökuormitukset kasvavat jatkuvasti, nestejäähdytystä käytetään yhä useammissa laitteissa.

Nestejäähdytysjärjestelmä ei ole vain lämmönvaihdin ja jäähdytysneste. Se on täydellinen nesteenohjausjärjestelmä, joka sisältää pumppuja, putkia, lämmönvaihtimia, kylmälevyjä, säiliöitä, suodattimia, antureita, venttiilejä ja ohjauslogiikkaa.

Monissa sovelluksissa pumppu on suhteellisen pieni komponentti, mutta sillä on suora vaikutus jäähdytysnesteen virtaukseen, paineen vakauteen, lämpötilan nousuun, järjestelmän jalanjälkiin ja pitkän aikavälin luotettavuuteen.

Mikromagneettinen hammaspyöräpumppu voidaan harkita nestejäähdytyspiireissä, jotka vaativat kompaktin asennuksen, syrjäytysvirtauksen, hallitun kierron, magneettikäyttöisen nesteen eristämisen ja yhteensopivuuden erikoistuneiden jäähdytysnesteiden kanssa.

Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka arvioida mikromagneettinen hammasrataspumppu nestejäähdytyksessä, mukaan lukien järjestelmäarkkitehtuuri, lämpölaskelmat, painevaatimukset, jäähdytysnesteen yhteensopivuus, pumpun lämmöntuotanto, tuoteparametrit, sovellusskenaariot ja suunnittelun valintakriteerit.

Nopea vastaus: Voidaanko mikromagneettista hammaspyöräpumppua käyttää nestejäähdyttämiseen?

Kyllä, mutta soveltuvuus riippuu todellisesta toimintapisteestä.

Mikromagneettista hammaspyöräpumppua voidaan käyttää valituissa nestejäähdytysjärjestelmissä, kun:

• Virtausnopeus

• Paine-ero

• Jäähdytysnesteen viskositeetti

• Käyttölämpötila

• Kostuvien materiaalien yhteensopivuus

• Sisääntulon olosuhteet

• Moottorin nopeus

• Valvontamenetelmä

• Jatkuvan käytön vaatimukset

sopivat jäähdytyssilmukan suunnitteluun.

Tärkeintä on, että jäähdytyspumppua ei tulisi valita pelkästään maksimivirtauksesta.

Tarvittava toimintapiste määräytyy lämpökuorman ja tavoitelämpötilan nousun sekä koko silmukan hydraulisen vastuksen perusteella.

ASHRAE kuvaa konesalin nestejäähdytyksen arkkitehtuurit, jotka sisältävät laitoksen jäähdytyssilmukan, jäähdytysnesteen jakeluyksiköt (CDU) ja teknologian jäähdytysjärjestelmät (TCS). CDU:t voivat sisältää pumppuja, venttiileitä, lämmönvaihtimia, lämpötilan/paineen/virtauksen valvontaa ja ohjaimia.

1. Kuinka nestejäähdytysjärjestelmä toimii?

Nestejäähdytysjärjestelmä siirtää lämpöä korkean lämpötilan komponentista jäähdytysnesteeseen ja sitten hylkää tämän lämmön lämmönvaihtimen tai muun jäähdytysvaiheen kautta.

Yksinkertaistettu nestejäähdytyssilmukka on:

Lämmönlähde → Kylmälevy / Lämmönvaihdin → Jäähdytysnestesilmukka → CDU / Lämmönvaihdin → Lämmön esto → Paluu

Laitteesta riippuen arkkitehtuuri voi sisältää useita nestesilmukoita.

Tyypillisiä komponentteja ovat:

• Pumppu

• Kylmä levy

• Jakotukki

• Lämmönvaihdin

• CDU

• Säiliö tai paisuntatilavuus

• Suodattaa

• Paineanturi

• Lämpötila-anturi

• Virtausanturi

• Ohjausventtiili

• Vuodon havaitseminen

• Putket ja pikaliittimet

ASHRAE tunnistaa CDU:t tärkeäksi rajapinnaksi tilojen jäähdytysjärjestelmien ja teknisten jäähdytysjärjestelmien välillä. Arkkitehtuurista riippuen teknologian jäähdytysneste voi sisältää vettä, deionisoitua vettä, kylmäaineita tai glykolipohjaisia ​​nesteitä.

Tekoälyn ja suuren tiheyden laskentaa varten nykyiset ASHRAE-ohjeet kuvaavat myös suoraa nestejäähdytysarkkitehtuuria ja CDU:ita, joissa on pumppaus- ja ohjaustoiminnot tiheämpiä lämpökuormia varten.

2. Missä pumppu sijaitsee nestejäähdytysjärjestelmässä?

Pumpun rooli riippuu järjestelmän arkkitehtuurista.

Kiinteistön jäähdytyssilmukka

Laitoksen puolella voidaan käsitellä suhteellisen suuria jäähdytysnestemääriä ja hylätä lämpöä jäähdyttimien, jäähdytystornien, kuivajäähdyttimien tai muiden lämmönvaimentimien kautta.

Pumpun koko on siis oltava noin:

Suuri virtaus + järjestelmän painehäviö + energiatehokkuus

Tämä eroaa olennaisesti kompaktista laitetason kiertopiiristä.

Teknologia Jäähdytysjärjestelmä

Tekninen jäähdytysjärjestelmä eli TCS palvelee suoraan IT:n tai laitteiden lämpökuormitusta.

Suoraan sirulle järjestelmissä jäähdytysneste jaetaan kylmälevyille, jotka on liitetty suuritehoisiin komponentteihin.

Pumpun on ylläpidettävä vaadittu virtaus:

Pumppu → Jakotukki → Kylmälevy → Paluusarja → Lämmönvaihdin/CDU

Täällä painehäviö kylmälevyjen, jakotukkien, suodattimien ja pikakatkaisijoiden kautta tulee tärkeäksi osaksi pumpun valintaa.

CDU

Jäähdytysnesteen jakeluyksikkö voi yhdistää laitoksen piirin tekniikan jäähdytyspiiriin.

Suunnittelusta riippuen CDU voi sisältää:

• Lämmönvaihdin

• Kiertovesipumppu

• Venttiilit

• Anturit

• Säätimet

• Suodatus

• Paisunta- tai paineensäätökomponentit

Pumppu on siksi valittava osaksi täydellistä CDU:n hydrauliikkasuunnittelua , ei erillisenä komponenttina.

3. Ensimmäinen laskelma: Kuinka paljon jäähdytysnestettä tarvitaan?

Yksi hyödyllisimmistä laskelmista nestejäähdytyksessä on lämpökuorman, jäähdytysnesteen virtauksen ja lämpötilan nousun välinen suhde.

Yksivaiheinen jäähdytysneste:

tai tilavuusvirtauksella:

Jossa:

• P = lämpökuorma, W

• Q = tilavuusvirtaus, m³/s

• ρ = jäähdytysnesteen tiheys, kg/m³

• cp = ominaislämpökapasiteetti, J/(kg·K)

• ΔT = sallittu jäähdytysnesteen lämpötilan nousu, K

Esimerkki

Oletetaan, että jäähdytyssilmukka poistaa:

50 kW

veden kaltaisella jäähdytysnesteellä ja tavoitelämpötilan nousulla:

5°C

Likimääräinen vaadittu virtaus on:

143,5 l/min

Tämä laskelma on tärkeä, koska se osoittaa heti, miksi pumpun mitoitus on aloitettava todellisesta lämpökuormasta.

Pieni mikropumppu voi sopia paikalliseen lämmönhallintapiiriin, kompressorin jäähdytyspiiriin, apujäähdytyspiiriin tai kompaktiin CDU-alijärjestelmään, mutta sen ei pitäisi automaattisesti olettaa sopivaksi suurelle 50 kW:n silmukalle.

4. Virtausnopeus ei ole riittävä: laske paine-ero

Virtauksen laskemisen jälkeen määritä, kuinka paljon painetta pumpun tulee tuottaa.

Vaadittu paine-ero voi sisältää häviöitä seuraavista:

• Kylmät lautaset

• Jakotukit

• Letkut

• Suodattimet

• Lämmönvaihtimet

• Pikairrotettavat liittimet

• Venttiilit

• Korkeus

• Virtauksensäätölaitteet

Pumpun toimintapiste on siksi määriteltävä seuraavasti:

Vaadittu virtaus + vaadittu paine-ero

Kiertotilavuusvaihteistopumpulle yksinkertaistettu suhde on:

jossa:

• Vd = siirtymä kierrosta kohti

• n = pyörimisnopeus

Todellinen virtaus on pienempi kuin teoreettinen virtaus sisäisen vuodon tai luiston vuoksi.

Paine-eron kasvaessa sisäinen luisto voi kasvaa ja todellinen virtaus voi poiketa teoreettisesta arvosta.

Siksi:

Älä valitse mikrohammaspyöräpumppua pelkästään suurimmasta virtauksesta. Tarkista todellinen virtaus vaaditulla paine-erolla ja nopeudella.

Tämä periaate näkyy myös Suofun yleisissä pumpun valintaohjeissa.

5. Pumppulämpö: Pumppu on myös osa lämpöbudjettia

Yksi ongelma, joka usein unohdetaan nestejäähdytyksessä, on se, että pumppu itse voi tuoda lämpöä järjestelmään.

Sähkösyöttötehosta ei tule täysin hyödyllistä hydraulitehoa.

Hydraulitehoa voidaan arvioida seuraavasti:

jossa:

• Δp = pumpun paine-ero

• Q = tilavuusvirtaus

Syöttötehon ja hyötyhydrauliikan välinen ero edustaa moottoriin, magneettikytkimeen, laakereihin, vaihteisiin, sisäiseen nestekitkaan, sähkökomponentteihin ja muihin mekanismeihin liittyviä häviöitä.

Kaikki nämä häviöt eivät välttämättä pääse jäähdytysnesteeseen; jotkut hylätään ympäröivään ympäristöön.

Siksi järjestelmän lämpömallintamista varten insinöörien tulee määrittää:

Kuinka suuri osa pumpun häviöstä todella siirtyy jäähdytysnesteeseen?

Tämä on hyödyllisempää kuin yleisen 'pumpun lämpötilan nousu' -luvun käyttäminen.

Käytännön validointimenetelmä on mitata:

• Jäähdytysnesteen tulolämpötila

• Jäähdytysnesteen ulostulon lämpötila

• Virtausnopeus

• Pumpun syöttöteho

• Paine-ero

• Moottorin lämpötila

• Ympäristön lämpötila

todellisessa käyttökunnossa.

Miksi tällä on väliä

Jos pumppu lisää useita satoja watteja lämpöä kompaktiin toisiopiiriin, lämmönvaihtimen on lopulta poistettava tämä lämpö.

Pumpusta tulee siksi osa järjestelmän lämpötasapainoa , ei vain nestettä liikuttava laite.

6. Miksi magneettikäyttö on tärkeää nestejäähdytyksessä

Perinteinen pyörivä akseli, joka kulkee pumppupesän läpi, vaatii dynaamisen tiivistysrajapinnan.

Magneettikäyttöinen pumppu siirtää vääntömomentin magneettikytkimen kautta, jolloin pumpun suojarakenne voi erottaa moottorin ja pumpattavan nesteen.

Tämä malli voi:

• Poista tavanomainen pyörivä akselitiivisteliitäntä

• Vähennä yhtä mahdollista vuotoa

• Eristä moottori pumpatusta nesteestä

• Tukee kompaktia nestejärjestelmän integrointia

Tämä voi olla erityisen tärkeää, kun jäähdytysneste on:

• Kallis

• Kemiallisesti herkkä

• Vaikea hillitä

• Haihtuva

• Ympäristölle herkkä

• Käytetään suljetussa järjestelmässä, jossa kontaminaatio tai vuoto ei ole toivottavaa

Magneettikäyttö ei kuitenkaan tarkoita, että koko jäähdytysjärjestelmä on automaattisesti vuotamaton.

Staattiset tiivisteet, O-renkaat, kierreliitokset, hitsatut liitokset, liittimet, pumppupesät, letkut ja lämmönvaihtimet on vielä validoitava.

7. Jäähdytysnesteen ominaisuudet vaikuttavat suoraan pumpun suunnitteluun

Ilmaus 'nestejäähdytys' kattaa hyvin erilaisia ​​nesteitä.

Vesi- ja glykolipohjaiset jäähdytysnesteet

Vesi ja vesi-glykoli-seokset ovat yleisiä yksivaiheisissa jäähdytysjärjestelmissä.

Tärkeitä parametreja ovat:

• Glykolipitoisuus

• Viskositeetti

• Tiheys

• Ominaislämpö

• Korroosion ominaisuudet

• Käyttölämpötila

• Sähkönjohtavuus

• Materiaalien yhteensopivuus

Pumppu tulee arvioida todellisessa käyttölämpötilassa, koska viskositeetti muuttuu lämpötilan mukaan.

Dielektriset ja erikoisjäähdytysnesteet

Erikoisjäähdytysnesteitä voidaan käyttää upotus- tai muissa laitetason jäähdytysarkkitehtuureissa.

Näiden nesteiden osalta insinöörien tulee tarkistaa:

• Kemiallinen yhteensopivuus

• Elastomeerien turpoamiskäyttäytyminen

• Polymeerien yhteensopivuus

• Voitelukyky

• Höyrynpaine

• Viskositeetti

• Materiaalin louhinta

• Pitkäaikainen altistuminen

Samaa pumppukokoonpanoa ei pitäisi automaattisesti olettaa olevan yhteensopiva kaikkien erikoisjäähdytysnesteiden kanssa.

Kylmäaineet ja kaksivaiheinen jäähdytys

Kylmäainepohjainen jäähdytys lisää monimutkaisuutta.

Pumpun tuloaukon kohdalla neste voi lähestyä kyllästymisolosuhteita. Painehäviö voi aiheuttaa välkkymistä, jolloin muodostuu kaasu-neste-seos.

Tämä muuttaa pumpun käyttöympäristöä merkittävästi.

Suunnittelussa on siksi otettava huomioon:

• Kyllästymispaine

• Nesteen lämpötila

• Tulopaine

• NPSH / käytettävissä olevat imuolosuhteet

• Kaasun poisto

• Kaksivaiheinen käyttäytyminen

• Materiaalien yhteensopivuus

• Käynnistysehdot

Kylmäainesovelluksissa pumpun valinta on vahvistettava tietyllä kylmäaineella ja toiminta-alueella sen sijaan, että se perustuisi vain veden suorituskykyyn.

8. Mikromagneettisen hammasrataspumpun parametrit nestejäähdytystä varten

Suofun NP-sarja kattaa useita syrjäytys- ja virtausalueita.

Seuraavassa taulukossa käytetään tällä hetkellä julkaistuja tuotetietoja, ja sitä tulee käsitellä valintaviittauksena eikä taatun toimintapisteenä . Todellinen suorituskyky riippuu paineesta, nopeudesta, viskositeetista, lämpötilasta, moottorin kokoonpanosta ja jäähdytysnesteestä.

*Julkaistuilla tuotesivuilla on ilmoitettu paine-eroviite, jossa väliaineena on vesi. Räätälöidyt paineominaisuudet vaihtelevat sarjan ja konfiguraation mukaan, ja ne tulee verrata asiaankuuluvaan suorituskykykäyrään.

Edustavat käyttöominaisuudet

Sarjasta riippuen julkaistut NP-spesifikaatiot sisältävät:

• Toimintanopeus: jopa noin 4000 rpm luetelluissa kokoonpanoissa

• Käyttölämpötila: noin -120°C - +150°C soveltuvissa kokoonpanoissa

• Keskiviskositeetti: jopa noin 20 000 cP soveltuvilla tuotesivuilla

• Tuloimu: noin -0,85 bar, nopeudesta riippuvainen, soveltuvien kokoonpanojen mukaan

• Pumpun runkovaihtoehdot: SS316, Hastelloy, PEEK ja räätälöidyt materiaalit

• Vaihteisto/laakerivaihtoehdot: PEEK luetelluissa kokoonpanoissa

• Varsi: zirkonia keraaminen

• O-rengasvaihtoehdot: FKM, EPDM, PTFE, FVMQ, CR ja FFKM

• Moottorivaihtoehdot: BLDC, AC/VFD ja servokokoonpanot sarjasta riippuen

Nämä tekniset tiedot ovat kokoonpanokohtaisia, eikä niitä pidä käsitellä yleisinä NP-sarjan rajoituksina.

9. NP-sarjan valitseminen nestejäähdytystä varten

Valinnan tulee noudattaa vaadittua toimintapistettä mallinumeron sijaan.

Pienivirtausjäähdytys

Kompakteihin lämmönhallintajärjestelmiin, jotka vaativat virtauksen alle noin 2,2 l/min, NP42-tuoteperhe tarjoaa neljä syrjäytysvaihtoehtoa 0,2 - 0,7 ml/kierros.

Tyypillisiä suunnittelusovelluksia ovat:

• Pienet jäähdytyspiirit

• Laboratorion lämpöjärjestelmät

• Kompakti kylmälaite

• Ylimääräiset jäähdytyssilmukat

• Erikoislaitteiden jäähdytys

Pienestä keskikokoiseen virtaus

NP51-tuoteperhe kattaa mallit NP100–NP190, ja julkaistut nimellisvirtaukset vaihtelevat välillä 0–2,9 l/min – 0–6,0 l/min.

Tätä aluetta voidaan harkita:

• Kompakti jäähdytyslaitteisto

• Jäähdytyskierto

• Pienet CDU-alijärjestelmät

• Laitteiden lämmönhallinta

• Kompressorin jäähdytys

Keskivirtaus

NP60-perheeseen kuuluvat NP240 ja NP350.

NP350:n julkaistu nimellisvirtausalue on jopa 10,5 l/min , ja nimellistilavuus on 3,5 ml/kierros.

Sarjaa voidaan arvioida:

• Keskivirtausjäähdytyspiirit

• Teollinen jäähdytys

• Kompressorin jäähdytys

• Kompakti nestejäähdytyslaitteisto

• Lämmönhallintamoduulit

Suurempi virtaus

NP98-perheeseen kuuluvat:

• NP400

• NP600

• NP900

• NP1200

• NP1700

Julkaistut nimellisvirtausalueet ulottuvat 12,6 l/min NP400:sta 55 l/min NP1700:aan.

Tämä alue voidaan arvioida suuremman virtauksen jäähdytys- ja jäähdytysjärjestelmissä, joissa todellinen virtauspainepiste on pumpun suorituskyvyn sisällä.

Suuren virtauksen teollisuusjäähdytys

NP2600:n nimellinen iskutilavuus on 26 ml/kierros ja julkaistu nimellisvirtausalue 0–65 l/min.

Tämän luokan pumppujen kohdalla insinöörien tulee kiinnittää erityistä huomiota:

• Moottorin teho

• Paine-ero

• Jäähdytysnesteen viskositeetti

• Lämmöntuotanto

• Putken koko

• Suodattimen painehäviö

• Asennuskonfiguraatio

10. Käytännön nestejäähdytyspumpun valinnan tarkistuslista

Ennen kuin valitset mikromagneettisen hammaspyöräpumpun, valmistele nämä 10 parametria.

Kaksi lisäparametria ovat erityisen tärkeitä suljetun kierron jäähdytyksessä:

Jäähdytysnesteen puhtaus

Hiukkaskontaminaatio voi vaikuttaa pieniin sisäisiin välyksiin, hammaspyöriin, laakereihin ja tiivisteisiin.

Suofun julkaisemat NP42-, NP51-, NP60- ja NP98-tuotesivut suosittelevat 400 meshin sisääntulosuodatinta soveltuviin kokoonpanoihin. Varsinainen suodatin tulee myös valita painehäviön, virtauskapasiteetin ja jäähdytysnesteen yhteensopivuuden mukaan.

Kuivakäyntiolosuhteet

Kuivakäyntiominaisuus ei ole yleinen NP-sarjassa.

Esimerkiksi NP60-tuotesivulla määritetään rajoitettu kuivakäyntiehto, kun taas NP98-sivulla mainitaan nimenomaisesti, että kuivaajoa ei suositella.

Siksi:

Älä koskaan oleta kuivakäyntikykyä pelkästään pumpun sukunimestä.

11. Sovellusskenaariot

11.1 Palvelinkeskuksen nestejäähdytys

Palvelinkeskuksen nestejäähdytyksessä pumput voivat toimia CDU:iden tai teknisten jäähdytysjärjestelmien sisällä.

Tyypillisiä vaatimuksia ovat:

• Jatkuva toiminta

• Vakaa virtaus

• Ohjattu paine-ero

• Pieni asennusjalanjälki

• Yhteensopivuus jäähdytysnesteen kanssa

• Valvonta ja valvonta

• Huollettavuus

ASHRAE tunnistaa pumput, venttiilit, lämmönvaihtimet ja instrumentit nestejäähdytysjärjestelmän komponentteiksi.

Mikromagneettinen hammaspyöräpumppu on siksi tärkeämpi kompakteissa tai paikallisissa kiertokuluissa kuin jokaisessa pumppuasemassa suuressa tietokeskuksessa.

11.2 Suora jäähdytys sirulle

Direct-to-chip-järjestelmät sijoittavat kylmälevyt suoraan suuritehoisille komponenteille.

Pumpun on voitettava hydraulinen vastus:

Pumppu → Jakotukki → Kylmälevy → Jakotukki → Lämmönvaihdin → Paluu

Oikea pumppu tulee siksi valita kylmälevyn painehäviön ja tarvittavan jäähdytysnesteen virtauksen perusteella , ei pelkästään sirun lämpötehon perusteella.

11.3 CDU-alijärjestelmät

Pienellä CDU:lla voi olla tiukat vaatimukset:

• Asennus mitat

• Virtauksen säätö

• Paineen vakaus

• Yhteensopivuus jäähdytysnesteen kanssa

• Jatkuva toiminta

• Sensorin integrointi

Pumppu voidaan valita todellisen CDU:n toimintapisteen mukaan.

11.4 Magneettilaakerikompressorin jäähdytys

Magneettilaakeroidut ja ilmalaakeroidut kompressorit voivat käyttää erityisiä neste- tai kylmäainejäähdytyspiirejä.

Pumppu saattaa joutua käsittelemään:

• Kompakti asennustila

• Kylmäaineen yhteensopivuus

• Lämpötilan vaihtelu

• Paine-ero

• Jatkuva toiminta

• Säädettävä nopeussäätö

Suofun julkaisemat kompressorijäähdytyssovellustiedot sisältävät NP070/NP190:n pienemmän virtauksen sovelluksiin, NP350:n keskivirtausjärjestelmiin ja NP1700/NP2600:n suuremman virtauksen järjestelmiin.

11.5 Teollinen lämmönhallinta

Palvelinkeskusten ulkopuolella mikromagneettiset hammaspyöräpumput voidaan arvioida myös:

• Tehoelektroniikan jäähdytys

• IGBT-testaus

• Akun lämmönhallinta

• Laboratoriojäähdytys

• Jäähdytyslaitteet

• Erikoisprosessijäähdytys

• Kompaktit lämmönsiirtojärjestelmät

Sama suunnittelusääntö pätee:

Valitse täydellinen virtaus-paine-lämpötila-viskositeetti toimintapiste.

12. Tekninen tapaus: Nopea pumppukehitys tilan jäähdytyssovellukseen

Tämän artikkelin lähdemateriaali sisältää teknisen tapauksen, joka koskee nopean jäähdytyspumpun kehittämistä avaruutta laskevaa hyötykuormaa varten.

Toimitettujen projektitietojen mukaan suunnittelussa edettiin tavanomaisten pumppunopeuksien yli noin 11 000–20 000 rpm toiminta-alueelle, jossa kompakti akseli noin 3 mm:n asteikolla ja tavoitetoiminta-alue käsitti kymmeniä - noin 100 ml/min ja noin 1-2 MPa.

Tekninen haaste ei ollut vain pyörimisnopeuden lisääminen.

Suunnitteluongelmaan liittyi:

Suurempi nopeus

↓

Pienempi pumppukuori

↓

Suurempi akselin nopeuden jännitys

↓

Korkeampi vaihde PV-kuormitus

↓

Materiaali- ja laakerirajoitukset

↓

Tarve erilliselle validoinnille

Tämäntyyppinen sovellus edellyttää, että pumppu on arvioitava täydelliseksi pyöriväksi järjestelmäksi.

Tärkeitä validointikohteita ovat:

• Roottorin vahvuus

• Akselin taipuma

• Laakerin kuormitus

• Vaihteiden kuluminen

• Magneettinen kytkentämomentti

• Moottorin lämpökäyttäytyminen

• Tärinä

• Käynnistyskäyttäytyminen

• Lämpötilapyöräily

• Tyhjiö/ympäristöolosuhteet

13. Mikä tekee nestejäähdytyspumpusta luotettavan?

Luotettavuutta ei määrätä yksi materiaali tai yksi spesifikaatio.

Käytännön luotettavuusmalli on:

Materiaalien yhteensopivuus

Hydraulinen toimintapiste

Lämmönhallinta

Laakeri/vaihdesuunnittelu

Moottorin valinta

Jäähdytysnesteen puhtaus

Valmistuksen johdonmukaisuus

Validointitestaus

Pumppu tulee testata edustavissa olosuhteissa eikä vain huoneenlämmössä vedellä.

Merkittävä testimatriisi voi sisältää:

Erikoisprojekteissa P-Q-suorituskykykartta on paljon hyödyllisempi kuin yksittäinen maksimivirtausluku.

14. Mitkä ovat mikromagneettisten hammaspyöräpumppujen tekniset rajat?

Teknisesti uskottavassa artikkelissa tulee myös selittää, missä tekniikalla on rajoituksia.

Mikromagneettinen hammaspyöräpumppu ei ehkä ole sopiva, kun:

Vaaditaan erittäin suurta virtausta

Tarvittava virtaus voi ylittää kompaktin iskutilavuuspumpun käytännöllisen toiminta-alueen.

Erittäin alhainen hiukkastuotanto on pakollista

Hammaspyörästön ja laakerien väliset rajapinnat on arvioitava huolellisesti, jos kontaminaatiorajat ovat poikkeuksellisen tiukat.

Jäähdytysneste sisältää kovia hiukkasia

Hankaavat hiukkaset voivat nopeuttaa hammaspyörien, laakerien ja muiden kastuneiden osien kulumista.

Neste on huonosti karakterisoitu

Tuntemattomien dielektristen nesteiden, kylmäaineiden tai erikoisjäähdytysnesteiden materiaalien yhteensopivuus ja viskositeettitiedot tulee selvittää ennen valintaa.

Pumpun tuloaukossa odotetaan kaksivaiheista virtausta

Vilkkuminen ja kaasun kulkeutuminen voivat muuttaa pumpun toimintaa merkittävästi.

Pumpun odotetaan toimivan kuivana

Kuivakäyntirajat on tarkistettava tarkan mallin ja kokoonpanon osalta.

Tämä ei ole yhden tietyn tuotteen heikkous. Se on olennainen osa suunnittelun pumpun valintaa.

15. Kuinka pumpun lämpö tulisi sisällyttää jäähdytysjärjestelmän simulaatioon?

Erottele lämpömallia varten kolme määrää:

1. Sähköinen syöttöteho

Virta syötetään moottoriin ja taajuusmuuttajaan.

2. Hydraulivoima

3. Lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen

Vain osa kokonaishäviöstä tulee välttämättä jäähdytysnesteeseen.

Siksi sen sijaan, että olettaisit yleisen lämmöntuotantoprosentin, hanki mitatut tiedot aiotun toimintapisteen alta.

Hyödyllinen testitietue on:

Virtaus + ΔP + sähköteho + jäähdytysnesteen tulolämpötila + jäähdytysnesteen ulostulolämpötila + ympäristön lämpötila

Tämä luo tietojoukon, jota voidaan käyttää suoraan järjestelmän lämpömallissa.

16. FAQ

Voidaanko mikromagneettista hammasrataspumppua käyttää datakeskuksen nestejäähdytykseen?

Kyllä. Sitä voidaan harkita valituissa jäähdytyspiireissä, erityisesti pienikokoisissa tai paikallisissa silmukoissa, joissa vaadittu virtaus, paine-ero, jäähdytysnesteen ominaisuudet ja asennusmitat ovat pumpun toiminta-alueen sisällä.

Millaisen virtausnopeuden mikromagneettinen hammaspyöräpumppu voi tarjota?

Julkaistu Suofu NP -sarja vaihtelee noin 0–1,5 l/min ja 0–65 l/min välillä sarjasta ja mallista riippuen. Nestejäähdytyssovelluksissa todellinen toimintapiste on määritettävä vaaditun virtauksen, paine-eron, jäähdytysnesteen ja pumpun nopeuden perusteella.

Mikä on maksimipaine?

Koko NP-sarjalle ei ole olemassa yhtä painearvoa.

Julkaistuilla tuotesivuilla on eri paine-ero- ja paineenkestoarvot sarja- ja konfiguraatiokohtaisesti. Esimerkiksi NP42-, NP51-, NP60-, NP98- ja NP106-sivuilla julkaistaan ​​erilaisia ​​järjestelmän paineominaisuuksia. Lopullinen toimintapiste on tarkastettava vastaavaa mallikäyrää vasten.

Pystyykö pumppu käsittelemään glykolia?

Pumppu voidaan arvioida glykolipohjaisten jäähdytysnesteiden suhteen, mutta tarkka glykolipitoisuus, lämpötila, viskositeetti ja materiaalien yhteensopivuus tulee varmistaa ennen valintaa.

Pystyykö magneettivaihteistopumppu käsittelemään kylmäainetta?

Valittuja kokoonpanoja voidaan harkita kylmäaineen kiertoa varten, mutta kylmäainesovellukset vaativat paineen, lämpötilan, viskositeetin, materiaalien yhteensopivuuden, syöttöolosuhteiden ja kaasun ja nesteen käyttäytymisen erityisen validoinnin.

Tarkoittaako magneettinen käyttö nollavuotoa?

Mitään pumppua ei saa kuvata ehdottoman 'nolla vuotoksi' määrittelemättä koko järjestelmää ja testiolosuhteita.

Magneettikäyttö eliminoi tavanomaisen pyörivän akselitiivisteen rajapinnan, mikä voi vähentää yhtä mahdollista vuotoa. Staattiset tiivisteet ja ulkoiset liitännät vaativat edelleen teknisen validoinnin.

Voiko pumppu käydä kuivana?

Se riippuu tarkasta kokoonpanosta.

Esimerkiksi Suofun NP60-dokumentaatio määrittelee rajoitetut kuivakäyntiolosuhteet, kun taas NP98-dokumentaatiossa todetaan, että kuivakäyntiä ei suositella.

Mikä on tärkein parametri nestejäähdytyspumppua valittaessa?

Yksittäistä parametria ei ole olemassa.

Vähimmäisvalintatietojen tulee sisältää:

Virtaus + Paine-ero + Jäähdytysneste + Viskositeetti + Lämpötila + Tuloolosuhteet + Moottori/ohjaus

Kuinka lasken tarvittavan virtauksen?

Yksivaiheinen jäähdytysneste:

Tarvittava virtaus kasvaa, kun lämpökuorma kasvaa tai jäähdytysnesteen sallittu lämpötilan nousu laskee.

Pitääkö pumpun lämpö sisällyttää jäähdytyslaskelmaan?

Kyllä.

Pumpun häviöt voivat vaikuttaa jäähdytysnestepiirin lämpökuormitukseen. Kompakteissa järjestelmissä, joissa on suhteellisen pieni lämmönvaihdin, tämä voi olla tarpeeksi merkittävää suoran mittauksen perusteeksi.

Voidaanko samaa pumppua käyttää vedelle, glykolille, kylmäaineelle ja dielektrisille nesteille?

Ei automaattisesti.

Eri nesteillä on erilainen viskositeetti, tiheys, höyrynpaine, voitelukyky ja kemiallinen yhteensopivuus. Pumpun konfiguraatio on vahvistettava tietylle jäähdytysnesteelle.

17. Pumpun valintaa varten toimitettavat tekniset tiedot

Anna seuraavat tiedot OEM-nestejäähdytysprojektissa:

Mitä täydellisempiä nämä tiedot ovat, sitä tarkemmin pumppu voidaan sovittaa jäähdytysjärjestelmään.

18. Johtopäätös

Nestejäähdytyspumppu tulee valita osaksi täydellistä lämpö- ja hydraulijärjestelmää , ei erillisenä komponenttina.

Mikromagneettisen hammaspyöräpumpun kriittinen suunnitteluketju on:

Terminen kuormitus

→ Tarvittava jäähdytysnesteen virtaus

→ Järjestelmän paineen lasku

→ Pumpun toimintapiste

→ Jäähdytysnesteen yhteensopivuus

→ Moottorin ja nopeuden ohjaus

→ Lämpöhäviö

→ Pitkäaikainen validointi

Suofun NP-sarja tarjoaa useita syrjäytys- ja virtauskonfiguraatioita, jotka vaihtelevat pienivirtausmalleista NP42-malleihin NP2600:een, jonka julkaistu nimellisvirtausalue on jopa 65 l/min.

Nestejäähdytyssovelluksissa suunnittelun tavoitteena ei ole valita pumppua, jolla on suurimmat tekniset tiedot. Sen on sovitettava pumppu todelliseen virtauspaineen, lämpötilan ja viskositeetin toimintapisteeseen samalla kun validoidaan materiaalit, tuloolosuhteet, lämmöntuotanto, puhtaus ja jatkuva toiminta.

OEM-projektin kannalta hyödyllisin aloitustieto on:

Jäähdytysneste + lämpökuorma + virtaus + paine-ero + lämpötila + viskositeetti + tulon kunto + moottori/ohjaus

Näiden tietojen avulla pumpun kokoonpano ja suorituskykykäyrä voidaan arvioida suhteessa todellisiin jäähdytysjärjestelmän vaatimuksiin.