Ponieważ moc obliczeniowa, gęstość elektroniki mocy, wymagania dotyczące wydajności chłodzenia i obciążenia termiczne stale rosną, w coraz szerszej gamie urządzeń stosuje się chłodzenie cieczą.

Układ chłodzenia cieczą to nie tylko wymiennik ciepła i płyn chłodzący. Jest to kompletny system kontroli płynów obejmujący pompy, rurociągi, wymienniki ciepła, płyty chłodzące, zbiorniki, filtry, czujniki, zawory i logikę sterowania.

W wielu zastosowaniach pompa jest stosunkowo małym elementem, ale ma bezpośredni wpływ na przepływ płynu chłodzącego, stabilność ciśnienia, wzrost temperatury, powierzchnię systemu i długoterminową niezawodność.

Mikromagnetyczną pompę zębatą można rozważyć w obwodach chłodzenia cieczą, które wymagają zwartej instalacji, przepływu wyporowego, kontrolowanej cyrkulacji, przechowywania płynu z napędem magnetycznym i kompatybilności ze specjalistycznymi płynami chłodzącymi.

W tym artykule wyjaśniono, jak ocenić mikromagnetyczną pompę zębatą do chłodzenia cieczą, w tym architekturę systemu, obliczenia termiczne, wymagania dotyczące ciśnienia, kompatybilność chłodziwa, wytwarzanie ciepła przez pompę, parametry produktu, scenariusze zastosowania i kryteria wyboru inżynieryjnego.

Szybka odpowiedź: czy mikromagnetyczną pompę zębatą można stosować do chłodzenia cieczą?

Tak, ale przydatność zależy od rzeczywistego punktu pracy.

Mikromagnetyczna pompa zębata może być stosowana w wybranych układach chłodzenia cieczą, gdy:

• Natężenie przepływu

• Różnica ciśnień

• Lepkość płynu chłodzącego

• Temperatura robocza

• Kompatybilność z materiałami zwilżanymi

• Warunki wlotowe

• Prędkość silnika

• Metoda kontroli

• Ciągłe wymagania operacyjne

pasować do projektu pętli chłodzącej.

Najważniejszą kwestią jest to, że pompy chłodzącej nie należy wybierać wyłącznie na podstawie maksymalnego przepływu.

Wymagany punkt pracy jest określany na podstawie obciążenia termicznego i docelowego wzrostu temperatury, a także oporu hydraulicznego całej pętli.

W przypadku chłodzenia cieczą centrum danych ASHRAE opisuje architektury obejmujące pętlę chłodzenia obiektu, jednostki dystrybucji chłodziwa (CDU) i technologiczne systemy chłodzenia (TCS). CDU mogą zawierać pompy, zawory, wymienniki ciepła, monitorowanie temperatury/ciśnienia/przepływu i elementy sterujące.

1. Jak działa układ chłodzenia cieczą?

Układ chłodzenia cieczą przenosi ciepło z elementu o wysokiej temperaturze do płynu chłodzącego, a następnie odrzuca to ciepło przez wymiennik ciepła lub inny stopień chłodzenia.

Uproszczona pętla chłodzenia cieczą to:

Źródło ciepła → Płyta zimna / wymiennik ciepła → Obieg chłodziwa → CDU / wymiennik ciepła → Odrzucanie ciepła → Powrót

W zależności od wyposażenia architektura może obejmować wiele pętli płynu.

Typowe komponenty obejmują:

• Pompa

• Zimny ​​talerz

• Wieloraki

• Wymiennik ciepła

• CDU

• Zbiornik lub objętość rozprężna

• Filtr

• Czujnik ciśnienia

• Czujnik temperatury

• Czujnik przepływu

• Zawór sterujący

• Wykrywanie wycieków

• Rurociągi i szybkozłącza

ASHRAE identyfikuje CDU jako ważny interfejs pomiędzy systemami chłodzenia obiektu a systemami chłodzenia technologii. W zależności od architektury, płyn chłodzący może obejmować wodę, wodę dejonizowaną, czynniki chłodnicze lub płyny na bazie glikolu.

W przypadku sztucznej inteligencji i obliczeń o dużej gęstości aktualne wytyczne ASHRAE opisują również architektury bezpośredniego chłodzenia cieczą i jednostki CDU z funkcjami pompowania i sterowania dla obciążeń termicznych o większej gęstości.

2. Gdzie znajduje się pompa w układzie chłodzenia cieczą?

Rola pompy zależy od architektury systemu.

Pętla Chłodnicza Obiektu

Strona obiektu może obsługiwać stosunkowo duże objętości chłodziwa i odprowadzać ciepło przez agregaty chłodnicze, wieże chłodnicze, chłodnice suche lub inny sprzęt odprowadzający ciepło.

Pompę należy zatem dobrać w następujący sposób:

Wysoki przepływ + utrata ciśnienia w systemie + efektywność energetyczna

Różni się to zasadniczo od kompaktowego obwodu cyrkulacyjnego na poziomie urządzenia.

Technologia układu chłodzenia

Technologia chłodzenia, w skrócie TCS, bezpośrednio obsługuje obciążenie termiczne sprzętu IT lub sprzętu.

W systemach typu direct-to-chip chłodziwo jest rozprowadzane do płyt zimnych podłączonych do komponentów o dużej mocy.

Pompa musi utrzymywać wymagany przepływ przez:

Pompa → Rozdzielacz → Płyta chłodząca → Rozdzielacz powrotny → Wymiennik ciepła/CDU

W tym przypadku spadek ciśnienia na zimnych płytach, kolektorach, filtrach i szybkozłączach staje się ważnym elementem doboru pompy.

CDU

Jednostka dystrybucji chłodziwa może łączyć pętlę obiektu z pętlą chłodzenia technologicznego.

W zależności od konstrukcji CDU może obejmować:

• Wymiennik ciepła

• Pompa obiegowa

• Zawory

• Czujniki

• Sterownica

• Filtrowanie

• Komponenty rozszerzające lub regulujące ciśnienie

Dlatego pompę należy wybrać jako część kompletnego projektu hydraulicznego CDU , a nie jako izolowany element.

3. Pierwsze obliczenie: jaki jest wymagany przepływ chłodziwa?

Jednym z najbardziej przydatnych obliczeń w chłodzeniu cieczą jest związek między obciążeniem cieplnym, przepływem chłodziwa i wzrostem temperatury.

W przypadku chłodziwa jednofazowego:

lub, stosując przepływ objętościowy:

Gdzie:

• P = obciążenie cieplne, W

• Q = przepływ objętościowy, m³/s

• ρ = gęstość chłodziwa, kg/m³

• cp = ciepło właściwe, J/(kg·K)

• ΔT = dopuszczalny wzrost temperatury płynu chłodzącego, K

Przykład

Załóżmy, że pętla chłodząca usuwa:

50 kW

z płynem chłodzącym podobnym do wody i docelowym wzrostem temperatury o:

5°C

Przybliżony wymagany przepływ wynosi:

143,5 l/min

Obliczenie to jest ważne, ponieważ natychmiast pokazuje, dlaczego dobór pompy należy rozpocząć od rzeczywistego obciążenia cieplnego.

Mała mikropompa może być odpowiednia dla zlokalizowanej pętli zarządzania ciepłem, obwodu chłodzenia sprężarki, pomocniczego obwodu chłodzenia lub kompaktowego podsystemu CDU, ale nie należy automatycznie zakładać, że jest odpowiednia dla dużej pętli o mocy 50 kW.

4. Natężenie przepływu jest niewystarczające: oblicz różnicę ciśnień

Po obliczeniu przepływu należy określić, jakie ciśnienie musi wytworzyć pompa.

Wymagana różnica ciśnień może obejmować straty z:

• Zimne talerze

• Kolektory

• Rury

• Filtry

• Wymienniki ciepła

• Złączki szybkozłączne

• Zawory

• Podniesienie

• Urządzenia regulujące przepływ

Punkt pracy pompy należy zatem określić jako:

Wymagany przepływ + wymagane ciśnienie różnicowe

W przypadku pompy zębatej wyporowej uproszczona zależność jest następująca:

Gdzie:

• Vd = przemieszczenie na obrót

• n = prędkość obrotowa

Rzeczywisty przepływ jest niższy od teoretycznego z powodu wewnętrznego wycieku lub poślizgu.

Wraz ze wzrostem różnicy ciśnień może wzrosnąć poślizg wewnętrzny, a rzeczywisty przepływ może odbiegać od wartości teoretycznej.

Dlatego:

Nie należy wybierać pompy mikrozębatej wyłącznie na podstawie maksymalnego przepływu. Sprawdź rzeczywisty przepływ przy wymaganej różnicy ciśnień i prędkości.

Zasada ta znajduje również odzwierciedlenie w ogólnych wskazówkach Suofu dotyczących doboru pomp.

5. Ciepło pompy: Pompa jest również częścią budżetu cieplnego

Często pomijaną kwestią w przypadku chłodzenia cieczą jest to, że sama pompa może wprowadzać ciepło do układu.

Elektryczna moc wejściowa nie staje się całkowicie użyteczną mocą hydrauliczną.

Moc hydrauliczną można przybliżyć wzorem:

Gdzie:

• Δp = różnica ciśnień pompy

• Q = przepływ objętościowy

Różnica między mocą wejściową a użyteczną mocą hydrauliczną reprezentuje straty związane z silnikiem, sprzęgłem magnetycznym, łożyskami, przekładniami, wewnętrznym tarciem płynu, elementami elektrycznymi i innymi mechanizmami.

Nie wszystkie te straty koniecznie przedostają się do chłodziwa; niektóre są odrzucane do otaczającego środowiska.

Dlatego w celu modelowania termicznego systemu inżynierowie powinni określić:

Jaka część strat pompy jest faktycznie przekazywana do płynu chłodzącego?

Jest to bardziej przydatne niż stosowanie uniwersalnej liczby „wzrostu temperatury pompy”.

Praktyczną metodą walidacji jest pomiar:

• Temperatura na wlocie płynu chłodzącego

• Temperatura na wylocie płynu chłodzącego

• Natężenie przepływu

• Moc wejściowa pompy

• Różnica ciśnień

• Temperatura silnika

• Temperatura otoczenia

w rzeczywistych warunkach pracy.

Dlaczego to ma znaczenie

Jeśli pompa doda kilkaset watów ciepła do zwartej pętli wtórnej, ciepło to musi zostać ostatecznie usunięte przez wymiennik ciepła.

Pompa staje się zatem częścią bilansu cieplnego systemu , a nie tylko urządzeniem przemieszczającym płyn.

6. Dlaczego napęd magnetyczny ma znaczenie w chłodzeniu cieczą

Konwencjonalny wał obrotowy przechodzący przez obudowę pompy wymaga dynamicznego uszczelnienia.

Pompa z napędem magnetycznym przenosi moment obrotowy poprzez sprzęgło magnetyczne, umożliwiając oddzielenie silnika od pompowanej cieczy przez konstrukcję obudowy pompy.

Ten projekt może:

• Wyeliminuj konwencjonalny interfejs obrotowego uszczelnienia wału

• Zmniejsz jedną potencjalną ścieżkę wycieku

• Odizolować silnik od pompowanej cieczy

• Wspieraj kompaktową integrację układu płynów

Może to być szczególnie istotne, gdy płyn chłodzący jest:

• Drogi

• Chemicznie wrażliwy

• Trudne do powstrzymania

• Lotny

• Ekologicznie wrażliwy

• Stosowany w systemie z zamkniętą pętlą, gdzie zanieczyszczenie lub wyciek jest niepożądane

Napęd magnetyczny nie oznacza jednak , że cały układ chłodzenia jest automatycznie szczelny.

Uszczelnienia statyczne, o-ringi, połączenia gwintowe, złącza spawane, złączki, obudowy pomp, rury i wymienniki ciepła nadal wymagają walidacji.

7. Właściwości chłodziwa mają bezpośredni wpływ na konstrukcję pompy

Wyrażenie „chłodzenie cieczą” obejmuje bardzo różne płyny.

Płyny chłodzące na bazie wody i glikolu

W jednofazowych układach chłodzenia powszechne są mieszaniny wody i wody z glikolem.

Ważne parametry obejmują:

• Stężenie glikolu

• Lepkość

• Gęstość

• Ciepło właściwe

• Charakterystyka korozji

• Temperatura robocza

• Przewodność elektryczna

• Kompatybilność materiałowa

Pompę należy oceniać w rzeczywistej temperaturze roboczej, ponieważ lepkość zmienia się wraz z temperaturą.

Dielektryczne i specjalistyczne płyny chłodzące

Specjalistyczne płyny chłodzące mogą być stosowane w architekturach zanurzeniowych lub innych architekturach chłodzenia na poziomie sprzętu.

W przypadku tych płynów inżynierowie powinni sprawdzić:

• Kompatybilność chemiczna

• Pęcznienie elastomerów

• Kompatybilność polimerów

• Smarowność

• Prężność pary

• Lepkość

• Ekstrakcja materiału

• Długotrwała ekspozycja

Nie należy automatycznie zakładać, że ta sama konfiguracja pompy jest zgodna z każdym specjalnym płynem chłodzącym.

Czynniki chłodnicze i chłodzenie dwufazowe

Chłodzenie oparte na czynniku chłodniczym wprowadza dodatkową złożoność.

Na wlocie pompy płyn może osiągnąć stan nasycenia. Spadek ciśnienia może spowodować miganie, w wyniku czego powstaje mieszanina gazu i cieczy.

Zmienia to znacząco środowisko pracy pompy.

Projekt powinien zatem uwzględniać:

• Ciśnienie nasycenia

• Temperatura płynu

• Ciśnienie wlotowe

• NPSH / dostępne warunki ssania

• Pobieranie gazu

• Zachowanie dwufazowe

• Kompatybilność materiałowa

• Warunki uruchomienia

W przypadku zastosowań z czynnikiem chłodniczym wybór pompy należy sprawdzić pod kątem konkretnego czynnika chłodniczego i zakresu roboczego , a nie opierać się wyłącznie na wydajności wody.

8. Parametry mikromagnetycznej pompy zębatej do chłodzenia cieczą

Seria NP firmy Suofu obejmuje wiele zakresów wyporu i przepływu.

W poniższej tabeli wykorzystano aktualnie opublikowane dane produktu i należy ją traktować raczej jako punkt odniesienia przy wyborze niż gwarantowany punkt pracy . Rzeczywista wydajność zależy od ciśnienia, prędkości, lepkości, temperatury, konfiguracji silnika i płynu chłodzącego.

*Opublikowane strony produktów podają referencyjną różnicę ciśnień z wodą jako medium. Dostosowane możliwości ciśnieniowe różnią się w zależności od serii i konfiguracji i należy je zweryfikować w odniesieniu do odpowiedniej krzywej wydajności.

Reprezentatywne właściwości operacyjne

W zależności od serii opublikowane specyfikacje NP obejmują:

• Prędkość robocza: do około 4000 obr/min w wymienionych konfiguracjach

• Temperatura robocza: około -120°C do +150°C w odpowiednich konfiguracjach

• Średnia lepkość: do około 20 000 cP na odpowiednich stronach produktów

• Podciśnienie na wlocie: około -0,85 bara, w zależności od prędkości, w odpowiednich konfiguracjach

• Opcje korpusu pompy: SS316, Hastelloy, PEEK i materiały niestandardowe

• Opcje przekładni/łożysk: PEEK w wymienionych konfiguracjach

• Trzon: ceramika cyrkonowa

• Opcje pierścieni uszczelniających: FKM, EPDM, PTFE, FVMQ, CR i FFKM

• Opcje silnika: konfiguracje BLDC, AC/VFD i serwo w zależności od serii

Specyfikacje te zależą od konfiguracji i nie należy ich traktować jako uniwersalnych ograniczeń serii NP.

9. Jak wybrać serię NP do chłodzenia cieczą

Wyboru należy dokonać w oparciu o wymagany punkt pracy, a nie numer modelu.

Chłodzenie o małym przepływie

W przypadku kompaktowych systemów zarządzania ciepłem wymagających przepływów poniżej około 2,2 l/min rodzina NP42 zapewnia cztery opcje wyporu od 0,2 do 0,7 ml/obr.

Typowe zastosowania inżynieryjne obejmują:

• Małe obiegi chłodzące

• Laboratoryjne systemy cieplne

• Kompaktowe urządzenia chłodnicze

• Pomocnicze pętle chłodzące

• Specjalistyczny sprzęt chłodniczy

Przepływ mały i średni

Rodzina NP51 obejmuje modele od NP100 do NP190, z opublikowanymi zakresami przepływu znamionowego od 0–2,9 l/min do 0–6,0 l/min.

Zakres ten można uwzględnić w przypadku:

• Kompaktowe urządzenia chłodnicze

• Cyrkulacja chłodnicza

• Małe podsystemy CDU

• Zarządzanie temperaturą sprzętu

• Chłodzenie sprężarki

Średni przepływ

Rodzina NP60 obejmuje modele NP240 i NP350.

NP350 ma opublikowany znamionowy zakres przepływu do 10,5 l/min , przy nominalnej pojemności skokowej 3,5 ml/obr.

Serię można oceniać pod kątem:

• Obiegi chłodzenia o średnim przepływie

• Chłodnictwo przemysłowe

• Chłodzenie sprężarki

• Kompaktowe urządzenia do chłodzenia cieczą

• Moduły zarządzania ciepłem

Większy przepływ

Rodzina NP98 obejmuje:

• NP400

• NP600

• NP900

• NP1200

• NP1700

Opublikowane zakresy przepływu znamionowego rozciągają się od 12,6 l/min dla NP400 do 55 l/min dla NP1700.

Zakres ten można ocenić dla urządzeń chłodniczych o większym przepływie i systemów chłodniczych, w których rzeczywisty punkt ciśnienia przepływu mieści się w zakresie wydajności pompy.

Chłodzenie przemysłowe o dużym przepływie

NP2600 ma nominalną pojemność skokową 26 ml/obr. i opublikowany znamionowy zakres przepływu 0–65 l/min.

W przypadku pomp tej klasy inżynierowie powinni zwrócić szczególną uwagę na:

• Moc silnika

• Różnica ciśnień

• Lepkość płynu chłodzącego

• Wytwarzanie ciepła

• Rozmiar rury

• Spadek ciśnienia filtra

• Konfiguracja instalacji

10. Praktyczna lista kontrolna doboru pompy chłodzącej ciecz

Przed wyborem mikromagnetycznej pompy zębatej przygotuj te 10 parametrów.

Dwa dodatkowe parametry są szczególnie ważne w przypadku chłodzenia w obiegu zamkniętym:

Czystość płynu chłodzącego

Zanieczyszczenie cząstkami może wpływać na małe luzy wewnętrzne, koła zębate, łożyska i uszczelki.

Na opublikowanych przez firmę Suofu stronach produktów NP42, NP51, NP60 i NP98 zaleca się stosowanie filtra wlotowego o rozmiarze 400 mesh w odpowiednich konfiguracjach. Rzeczywisty filtr należy również wybrać w zależności od spadku ciśnienia, przepustowości i kompatybilności z chłodziwem.

Warunki pracy na sucho

Możliwość pracy na sucho nie jest uniwersalna w całej serii NP.

Na przykład strona produktu NP60 określa ograniczone warunki pracy na sucho, podczas gdy strona NP98 wyraźnie stwierdza, że ​​praca na sucho nie jest zalecana.

Dlatego:

Nigdy nie należy zakładać zdolności do pracy na sucho na podstawie samej nazwy rodziny pomp.

11. Scenariusze zastosowań

11.1 Chłodzenie cieczą centrum danych

W przypadku chłodzenia cieczą centrum danych pompy mogą pracować w jednostkach CDU lub systemach chłodzenia technologicznego.

Typowe wymagania obejmują:

• Ciągła praca

• Stabilny przepływ

• Kontrolowana różnica ciśnień

• Niewielki ślad instalacyjny

• Kompatybilność chłodziwa

• Monitorowanie i kontrola

• Użyteczność

ASHRAE identyfikuje pompy, zawory, wymienniki ciepła i oprzyrządowanie jako elementy systemów dystrybucji chłodzenia cieczą.

Dlatego mikromagnetyczna pompa zębata jest bardziej odpowiednia do zastosowań w zwartej lub lokalnej cyrkulacji niż do każdej pozycji pompy w dużym centrum danych.

11.2 Bezpośrednie chłodzenie chipa

Systemy direct-to-chip umieszczają płyty chłodzące bezpośrednio na komponentach o dużej mocy.

Pompa musi pokonać opór hydrauliczny:

Pompa → Rozdzielacz → Płyta chłodząca → Rozdzielacz → Wymiennik ciepła → Powrót

Dlatego należy wybrać właściwą pompę, biorąc pod uwagę spadek ciśnienia zimnej płyty i wymagany przepływ chłodziwa , a nie tylko moc cieplną chipa.

11.3 Podsystemy CDU

Kompaktowa CDU może mieć rygorystyczne wymagania dotyczące:

• Wymiary montażowe

• Regulacja przepływu

• Stabilność ciśnienia

• Kompatybilność chłodziwa

• Ciągła praca

• Integracja czujników

Pompę można dobrać w zależności od aktualnego punktu pracy CDU.

11.4 Chłodzenie sprężarki z łożyskiem magnetycznym

Sprężarki z łożyskami magnetycznymi i powietrznymi mogą wykorzystywać dedykowane obwody chłodzenia cieczą lub czynnikiem chłodniczym.

Pompa może wymagać obsługi:

• Kompaktowa przestrzeń instalacyjna

• Kompatybilność z czynnikiem chłodniczym

• Zmiana temperatury

• Różnica ciśnień

• Ciągła praca

• Sterowanie zmienną prędkością

Opublikowane przez firmę Suofu dane dotyczące zastosowań chłodzenia sprężarek obejmują modele NP070/NP190 dla zastosowań o niższym przepływie, NP350 dla systemów o średnim przepływie i NP1700/NP2600 dla systemów o większym przepływie.

11.5 Przemysłowe zarządzanie ciepłem

Poza centrami danych mikromagnetyczne pompy zębate można również ocenić pod kątem:

• Chłodzenie elektroniki mocy

• Testy IGBT

• Zarządzanie temperaturą akumulatora

• Chłodzenie laboratorium

• Sprzęt chłodniczy

• Specjalistyczne chłodzenie procesowe

• Kompaktowe systemy wymiany ciepła

Obowiązuje ta sama zasada inżynierska:

Wybierz spośród pełnego punktu pracy: przepływ-ciśnienie-temperatura-lepkość.

12. Przypadek inżynieryjny: rozwój pomp o dużej prędkości do zastosowań związanych z chłodzeniem pomieszczeń

Materiał źródłowy dostarczony do tego artykułu zawiera przypadek inżynieryjny dotyczący opracowania szybkiej pompy chłodzącej dla ładunku służącego do obliczeń kosmicznych.

Zgodnie z dostarczonymi informacjami projektowymi, projekt wykraczał poza konwencjonalne prędkości pomp w kierunku zakresu roboczego około 11 000–20 000 obr./min , z kompaktowym wałem w skali około 3 mm i docelowym obszarem pracy obejmującym od kilkudziesięciu do około 100 ml/min i około 1–2 MPa.

Wyzwaniem inżynierskim nie było po prostu zwiększenie prędkości obrotowej.

Problem projektowy dotyczył:

Większa prędkość

↓

Mniejsza obudowa pompy

↓

Wyższe naprężenia związane z prędkością wału

↓

Ładowanie PV na wyższym biegu

↓

Ograniczenia materiałowe i łożyskowe

↓

Potrzeba dedykowanej walidacji

Ten typ zastosowania wymaga oceny pompy jako kompletnego układu obrotowego.

Ważne elementy walidacji obejmują:

• Siła rotora

• Ugięcie wału

• Obciążenie łożyska

• Zużycie sprzętu

• Moment obrotowy sprzęgła magnetycznego

• Zachowanie termiczne silnika

• Wibracja

• Zachowanie startowe

• Cykl temperaturowy

• Warunki próżniowe/środowiskowe

13. Co sprawia, że ​​pompa chłodzenia cieczą jest niezawodna?

Niezawodności nie określa jeden materiał ani jedna specyfikacja.

Praktyczny model niezawodności to:

Kompatybilność materiałowa

Hydrauliczny punkt pracy

Zarządzanie ciepłem

Konstrukcja łożyska/przekładni

Wybór silnika

Czystość płynu chłodzącego

Spójność produkcji

Testowanie walidacyjne

Pompę należy testować w reprezentatywnych warunkach, a nie tylko w temperaturze pokojowej z wodą.

Znacząca macierz testów może obejmować:

W przypadku specjalistycznych projektów mapa wydajności P-Q jest znacznie bardziej użyteczna niż pojedyncza liczba maksymalnego przepływu.

14. Jakie są ograniczenia techniczne mikromagnetycznych pomp zębatych?

Artykuł wiarygodny pod względem technicznym powinien także wyjaśniać, gdzie technologia ma ograniczenia.

Mikromagnetyczna pompa zębata może nie być odpowiednia, gdy:

Wymagany jest wyjątkowo duży przepływ

Wymagany przepływ może przekraczać praktyczny zakres pracy kompaktowej pompy wyporowej.

Obowiązkowe jest wytwarzanie bardzo niskich cząstek

Tam, gdzie limity zanieczyszczeń są wyjątkowo rygorystyczne, należy dokładnie ocenić zazębienie przekładni i powierzchnie styku łożysk.

Płyn chłodzący zawiera twarde cząstki

Cząsteczki ścierne mogą przyspieszyć zużycie kół zębatych, łożysk i innych zwilżonych elementów.

Płyn jest słabo scharakteryzowany

W przypadku nieznanych płynów dielektrycznych, czynników chłodniczych lub chłodziw specjalnych przed dokonaniem wyboru należy ustalić dane dotyczące kompatybilności materiałowej i lepkości.

Na wlocie pompy spodziewany jest przepływ dwufazowy

Migotanie i porywanie gazu mogą znacząco zmienić zachowanie pompy.

Oczekuje się, że pompa będzie pracować na sucho

Należy zweryfikować wartości graniczne suchobiegu dla dokładnego modelu i konfiguracji.

Nie jest to wadą jednego konkretnego produktu. Jest to fundamentalna część doboru pompy inżynieryjnej.

15. Jak należy uwzględnić ciepło pompy w symulacji układu chłodzenia?

W przypadku modelu termicznego należy rozdzielić trzy wielkości:

1. Elektryczna moc wejściowa

Zasilanie dostarczane do silnika i napędu.

2. Moc hydrauliczna

3. Ciepło przekazywane do chłodziwa

Tylko część całkowitej straty koniecznie przedostaje się do płynu chłodzącego.

Dlatego zamiast zakładać uniwersalny procent wytwarzania ciepła, należy uzyskać dane pomiarowe w zamierzonym punkcie pracy.

Przydatnym zapisem testu jest:

Przepływ + ΔP + moc elektryczna + temperatura na wlocie płynu chłodzącego + temperatura na wylocie płynu chłodzącego + temperatura otoczenia

Tworzy to zbiór danych, który można bezpośrednio wykorzystać w modelu termicznym systemu.

16. Często zadawane pytania

Czy można zastosować mikromagnetyczną pompę zębatą do chłodzenia cieczą centrum danych?

Tak. Można to uwzględnić w przypadku wybranych obwodów chłodzenia, szczególnie zwartych lub zlokalizowanych pętli, w których wymagany przepływ, różnica ciśnień, właściwości chłodziwa i wymiary montażowe mieszczą się w zakresie roboczym pompy.

Jakie natężenie przepływu może zapewnić mikromagnetyczna pompa zębata?

Opublikowana seria Suofu NP waha się od około 0–1,5 l/min do 0–65 l/min , w zależności od serii i modelu. W przypadku zastosowań związanych z chłodzeniem cieczą rzeczywisty punkt pracy należy określić na podstawie wymaganego przepływu, różnicy ciśnień, chłodziwa i prędkości pompy.

Jakie jest maksymalne ciśnienie?

Nie ma jednej wartości ciśnienia dla całej serii NP.

Opublikowane strony produktów określają różne wartości różnicy ciśnień i wytrzymałości na ciśnienie według serii i konfiguracji. Na przykład strony NP42, NP51, NP60, NP98 i NP106 publikują różne możliwości dotyczące ciśnienia w systemie. Końcowy punkt pracy należy sprawdzić w odniesieniu do odpowiedniej krzywej modelu.

Czy pompa poradzi sobie z glikolem?

Pompę można ocenić pod kątem chłodziw na bazie glikolu, ale przed dokonaniem wyboru należy potwierdzić dokładne stężenie glikolu, temperaturę, lepkość i kompatybilność materiałową.

Czy magnetyczna pompa zębata może obsługiwać czynnik chłodniczy?

Można rozważyć wybrane konfiguracje cyrkulacji czynnika chłodniczego, ale zastosowania czynnika chłodniczego wymagają szczególnej walidacji ciśnienia, temperatury, lepkości, kompatybilności materiałowej, warunków wlotowych i zachowania gaz-ciecz.

Czy napęd magnetyczny oznacza zerowy wyciek?

Żadnej pompy nie można określić jako absolutnie „zero wycieków” bez określenia całego układu i warunków testowych.

Napęd magnetyczny eliminuje konwencjonalny interfejs obrotowego uszczelnienia wału, co może zmniejszyć jedną potencjalną ścieżkę wycieku. Uszczelnienia statyczne i połączenia zewnętrzne nadal wymagają walidacji technicznej.

Czy pompa może pracować na sucho?

To zależy od dokładnej konfiguracji.

Na przykład dokumentacja Suofu NP60 określa ograniczone warunki pracy na sucho, podczas gdy dokumentacja NP98 stwierdza, że ​​praca na sucho nie jest zalecana.

Jaki parametr jest najważniejszy przy wyborze pompy chłodzącej cieczą?

Nie ma jednego parametru.

Minimalne dane dotyczące selekcji powinny obejmować:

Przepływ + różnica ciśnień + płyn chłodzący + lepkość + temperatura + stan wlotu + silnik/sterowanie

Jak obliczyć wymagany przepływ?

W przypadku chłodziwa jednofazowego:

Wymagany przepływ wzrasta wraz ze wzrostem obciążenia cieplnego lub spadkiem dopuszczalnego wzrostu temperatury płynu chłodzącego.

Czy ciepło pompy musi być uwzględnione w obliczeniach chłodzenia?

Tak.

Straty pompy mogą przyczyniać się do obciążenia termicznego pętli chłodziwa. W przypadku kompaktowych systemów ze stosunkowo małym wymiennikiem ciepła może to być na tyle znaczące, że uzasadnia bezpośredni pomiar.

Czy tej samej pompy można używać do wody, glikolu, czynnika chłodniczego i płynów dielektrycznych?

Nie automatycznie.

Różne płyny mają różną lepkość, gęstość, prężność pary, smarowność i kompatybilność chemiczną. Konfigurację pompy należy sprawdzić dla konkretnego płynu chłodzącego.

17. Dane techniczne umożliwiające dobór pompy

W przypadku projektu chłodzenia cieczą OEM należy podać następujące informacje:

Im pełniejsze są te dane, tym dokładniej można dopasować pompę do układu chłodzenia.

18. Wniosek

Pompę chłodzącą ciecz należy dobierać jako część kompletnego układu cieplnego i hydraulicznego , a nie jako izolowany element.

W przypadku mikromagnetycznej pompy zębatej krytycznym łańcuchem projektowym jest:

Obciążenie termiczne

→ Wymagany przepływ chłodziwa

→ Spadek ciśnienia w systemie

→ Punkt pracy pompy

→ Kompatybilność chłodziwa

→ Sterowanie silnikiem i prędkością

→ Straty cieplne

→ Walidacja długoterminowa

Seria NP firmy Suofu zapewnia wiele konfiguracji wyporu i przepływu, począwszy od modeli NP42 o małym przepływie po NP2600 z opublikowanym zakresem przepływu znamionowego do 65 l/min.

W przypadku zastosowań związanych z chłodzeniem cieczą celem inżynierskim nie jest wybór pompy o największej specyfikacji. Ma to na celu dopasowanie pompy do rzeczywistego punktu pracy: przepływ, ciśnienie, temperatura i lepkość , przy jednoczesnym sprawdzeniu materiałów, warunków na wlocie, wytwarzania ciepła, czystości i ciągłej pracy.

W przypadku projektu OEM najbardziej przydatnymi informacjami początkowymi są:

Płyn chłodzący + obciążenie cieplne + przepływ + różnica ciśnień + temperatura + lepkość + stan wlotu + silnik/sterowanie

Dane te umożliwiają ocenę konfiguracji pompy i krzywej wydajności w porównaniu z rzeczywistymi wymaganiami układu chłodzenia.