Tubes Enfoncés sur une Face
Tubes en cuivre, aluminium ou acier inoxydable enfoncés d'un côté pour des pertes de puissance élevées. (...)
Refroidissement liquide à haute densité de puissance : critères de conception importants
Lorsque le refroidissement par air n'est plus suffisant, la bonne conception d'un refroidisseur liquide est déterminante. De la valeur k à la perte de charge : les paramètres les plus importants.
Quand le refroidissement liquide devient-il nécessaire ?
Le refroidissement liquide est utilisé lorsque la densité de puissance est élevée, l'espace d'installation est limité ou des températures de composants précises doivent être maintenues de manière reproductible. Le fluide caloporteur (généralement de l'eau ou un mélange eau-glycol) transporte la chaleur beaucoup plus efficacement que l'air. Les paramètres clés suivants sont essentiels pour une conception fiable :
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Valeur k (coefficient de transfert thermique)
La valeur k (en W/m²K) décrit la quantité de puissance thermique transférée par unité de surface et de différence de température entre le composant et le fluide caloporteur. Plus la valeur k est élevée, plus le refroidisseur est efficace, et plus il peut être petit pour la même capacité de refroidissement. Les refroidisseurs à structure interne (Structureflow) atteignent des valeurs k nettement plus élevées que les refroidisseurs à tubes sertis.
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Perte de charge dans le circuit de refroidissement
Une valeur k plus élevée est généralement associée à une perte de charge plus élevée, car des canaux ou des structures plus étroits augmentent la résistance à l'écoulement. La perte de charge détermine les exigences pour la pompe et la tuyauterie. Elle doit être prise en compte dans la conception du système.
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Choix du matériau : aluminium, cuivre ou acier inoxydable
L'aluminium est léger, facile à usiner et suffisamment conducteur thermiquement pour la plupart des applications. Le cuivre transfère la chaleur presque deux fois mieux, mais est plus lourd et plus cher, ce qui le rend idéal pour les très hautes densités de puissance. L'acier inoxydable offre une excellente résistance à la corrosion pour les milieux agressifs ou les applications à eau pure.
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Procédé de fabrication : tubes sertis ou structures internes
Les tubes sertis (Monopress, Interpress) transfèrent la chaleur de manière très fiable et sont idéaux pour de nombreuses applications standard. Les structures de canaux et de broches fraisées ou insérées (Structureflow) permettent un transfert de chaleur maximal grâce à un écoulement turbulent, tout en entraînant une perte de charge plus élevée.
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Étanchéité et assurance qualité
Chaque refroidisseur liquide COOLTEC est testé pour l'étanchéité : des tests de pression standard aux tests de fuite à l'hélium de haute précision. L'étanchéité est particulièrement critique dans les environnements sensibles tels que l'électronique, l'industrie alimentaire ou la technologie médicale.
Conceptions de refroidisseurs liquides adaptées
Ces trois conceptions sont particulièrement adaptées aux densités de puissance élevées :
Serti unilatéral Monopress
Tubes en cuivre, aluminium ou acier inoxydable sertis simple face. Éprouvés, fiables et disponibles dans de nombreuses variantes de matériaux. Idéal pour les fortes dissipations de puissance avec des circuits de refroidissement standardisés.
Structure interne StructureflowPlaques froides à structure interne avec des structures de canaux ou de broches fraisées ou insérées. Valeur k la plus élevée, idéale pour le refroidissement des points chauds et les densités de puissance maximales.
Serti intérieur InterpressTubes sertis intérieurement pour un refroidissement bilatéral uniforme des composants. Particulièrement adapté lorsque les composants des deux côtés d'une plaque de base doivent être connectés thermiquement.
Questions fréquentes
La valeur k (coefficient de transfert thermique) indique la quantité de chaleur transférée par unité de surface et de Kelvin de différence de température entre la source de chaleur et le fluide caloporteur. Elle est déterminée par des mesures ou une simulation thermique et exprimée en W/m²K. COOLTEC propose des simulations thermiques pour prédire la valeur k de votre refroidisseur.
L'eau offre la capacité thermique la plus élevée et est rentable. Les mélanges eau-glycol sont résistants au gel et préférés dans les applications avec des changements de température. Pour les environnements agressifs ou les exigences en eau pure, des matériaux résistants à la corrosion (acier inoxydable, aluminium revêtu) ou des fluides spéciaux sont utilisés.
Cela dépend de la capacité de votre pompe et des sections transversales des tuyaux. Les valeurs typiques se situent entre 0,1 et 1,0 bar selon la conception du refroidisseur. COOLTEC fournit des courbes de perte de charge en fonction du débit pour chaque refroidisseur, permettant une planification précise de la conception du système.
L'acier inoxydable est le premier choix pour les milieux agressifs, les acides ou les alcalis. Pour les systèmes à eau pure (eau déionisée), des revêtements spéciaux ou de l'acier inoxydable sont nécessaires, car l'eau DI peut attaquer l'aluminium. Le cuivre offre également une haute résistance à la corrosion pour de nombreux milieux.
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