コールドプレートに適した液体を選択する方法

液体冷却システムは、同じ質量の空気よりも 4 倍優れた熱伝達を行います。そして、 コールド プレートは 占有スペースが少ないため、より小型のシステムに高性能の冷却を提供できます。液体コールドプレートは、スペースを消費するラジエーターやファンの代わりに使用できます。

 

製造能力が向上するにつれて、コールド プレートのコストと漏れは大きな懸念事項ではなくなりました。多くの人は、機器の冷却ソリューションを選択する際に、オプションが利用可能な場合には液体冷却ソリューションを選択することを好むため、現在の主な疑問は 「どの液体を使用すべきか?」ということになります。

 

の場合、作動流体の選択は 水冷パネル ハードウェアの選択と同じくらい重要です。間違った液体を使用すると、熱伝達の低下、詰まり、さらにはシステムの故障につながる可能性があります。適切な熱伝達流体は、システム金属との適合性、高い熱伝導率、比熱、低粘度、低い凝固点、高い引火点、低い腐食性、低い毒性、および熱安定性を備えている必要があります。

 

現在、液体冷却プレートの設計には多くの改良が加えられていますが、冷却剤の選択肢は依然として比較的限られています。多くの場合、普通の水で十分ですが、より高い熱放散が必要な特定の特殊な機器の場合は 、他のより適切な冷却剤が検討されます。

 

基本的な冷却オプション

水はコールドプレートで優れた冷却性能を発揮しますが、凍結温度が低いため、必ずしも実用的であるとは限りません。グリコールなどの添加剤は、冷却液の特性をコールド プレートの動作環境に合わせて変更するために必要になることがよくあります。

 

温度範囲の要件は、コールド プレート流体に関して重要な考慮事項です。一部の流体は水より低い温度で凍結しますが、熱伝達能力は低くなります。選択した液体は、潜在的な腐食を制限するために、コールド プレートの内部金属と適合する必要もあります。

 

冷却 液は次のとおりです 現在液体コールドプレートで一般的に使用されている。

• 水

• 脱イオン水

• 阻害されたグリコールおよび水溶液

• 誘電性流体

 

水

水は非常に高い熱容量と熱伝導率を持っています。銅との互換性があり 、流体経路での使用に最適な熱伝達材料の 1 つと考えられます。設備水や水道水には、液体冷却回路の腐食や流路の詰まりを引き起こす可能性のある不純物が含まれている場合があります。したがって、腐食を最小限に抑え、熱性能を最適化するために、高品質の水を使用することをお勧めします。設備水や水道水にミネラル、塩分、その他の不純物が多く含まれていると判断したとします。その場合は、水を濾過するか、濾過水または脱イオン水を購入することを選択できます。

 

脱イオン水

脱イオンプロセスを通じて、腐食やスケールの原因となる有害なミネラル、塩、その他の不純物を除去できます。脱イオン水は、水道水やほとんどの液体と比較して抵抗率が高くなります。脱イオン水は、部品を電気的に絶縁する必要がある電気部品の製造において優れた絶縁体です。ただし、水の抵抗率が増加すると、腐食性も増加します。コールドプレートまたは熱交換器で脱イオン水を使用する場合は、ステンレス鋼チューブをお勧めします。

 

阻害されたグリコールと水の溶液

エチレングリコール + 水 (EGW) とプロピレングリコール + 水 (PGW) は、液体冷却用途で最も一般的に使用される 2 種類のグリコールです。エチレングリコールは、高沸点、低凝固点、広い温度範囲にわたる安定性、高い比熱および熱伝導率などの望ましい熱特性を備えています。また、粘度が低いため、ポンピングの必要性も軽減されます。 EGW は PGW よりも望ましい物理的特性を持っていますが、PGW は毒性を考慮する必要がある用途に使用されます。 PGW は一般に、食品または食品加工用途には安全であると考えられており、密閉空間でも使用できます。

 

誘電性流体

誘電性流体は非導電性であるため、敏感な電子機器を扱う場合には水よりも好まれます。幅広い動作温度にわたるパーフルオロカーボン 3M の誘電性流体 Fluorinert™ は不燃性、非爆発性、熱的に安定しており、Fluorinert™ は脱イオン水よりも腐食性が低いです。脱イオン水も非導電性ですが、熱伝導率がはるかに低く、はるかに高価です。 PAO は、その誘電特性と幅広い動作温度のために使用される合成炭化水素です。たとえば、今日のジェット戦闘機の火器管制レーダーは液体冷却に PAO を使用しています。熱伝達流体として PAO を使用するコールド プレートと熱交換器をテストするには、PAO 互換の再循環冷却器を使用できます。パーフルオロカーボンと同様に、PAO の熱伝導率は水よりもはるかに低くなります。

 

結論

水、脱イオン水、グリコール/水溶液、および誘電性流体 (フルオロカーボンおよび PAO) は、高性能液体冷却アプリケーションで使用される最も一般的な熱伝達流体です。どちらを使用するかについては、使用する特定のコールド プレートの材質と組み合わせて最適な冷却材を選択し、機器がどのレベルの冷却能力を達成する必要があるかを確認する必要があります。

 

利用可能なコールド プレートの種類について詳しく知りたいとします。その場合は、当社の製品セクションでさまざまなタイプのコールド プレートの設計をご覧ください。」液体コールド プレート、' 液体コールド プレート サービスの詳細については、' からもご覧いただけます。液体冷却ソリューション。'