접촉 냉각을 위한 액체 냉각 루프는 일반적으로 냉각판, 펌프, 열 교환기 및 파이프 또는 호스로 구성됩니다. 부품에 의해 생성된 열은 부품에서 열 전도성 냉각판으로 전달된 다음 냉각판을 통과하는 냉각수로 전달됩니다. 가열된 냉각수는 펌프 작용을 통해 열 교환기를 통과하고 여기에서 냉각수의 열이 대기로 전달되거나 액체 대 액체 열 교환기의 경우 다른 액체로 전달됩니다. 그 후 냉각된 액체는 파이프 또는 호스를 통해 다시 냉각판으로 돌아가 액체 냉각 루프를 완성합니다. 열 교환기 대신 재순환 냉각기, 액체 냉각 시스템 또는 시설 용수를 사용하여 프로세스에 저온의 액체를 제공할 수 있습니다.
캐비닛 냉각에서는 저온의 액체를 열 교환기에 통과시켜 캐비닛 내의 공기를 냉각시키고 이 공기를 열 교환기 팬을 통해 캐비닛 내에 분산시킵니다. 접촉 냉각에서와 마찬가지로 캐비닛 냉각은 시설 용수, 재순환 냉각기 또는 기타 열 교환기로부터 저온의 액체를 얻을 수 있습니다.
액체 냉각의 장점
액체 냉각은 공기 냉각에 비해 두 가지 주요 장점이 있습니다. 첫 번째는 더 뛰어난 성능입니다. 이 방식에 가장 많이 사용되는 유체는 공기보다 열 전도성이 더 뛰어나기 때문입니다. 두 번째는, 많은 경우 이 방식이 공기 냉각보다 더 조용하고 공간을 적게 차지한다는 것입니다. 더 적은 기류가 사용되므로 전자 장치를 더 밀도있게 구성할 수 있습니다.
액체 냉각 기술
Boyd는 액체 냉각 루프의 모든 열 부품을 설계 및 제조하여 포괄적인 열 솔루션을 제공합니다. Boyd의 액체 냉각 제품에는 표준 및 맞춤형 냉각판, 섀시, 냉각기, 냉각 시스템 및 열 교환기가 포함됩니다. 액체 냉각 제품에는 물, 탈염수, 에틸렌 글리콜, 오일, 폴리알파올레핀 및 유전체를 포함하는 다양한 유체를 사용할 수 있습니다. 다른 액체의 사용에 대해 상담하기 원하시면 Boyd에 연락해 주세요.
액체 냉각 적용 산업 분야
액체 냉각은 의료, 군사 및 국방, 레이저, 데이터 센터, 반도체, 운송, 인쇄 등 수 많은 산업에서 고출력 전자 장치의 냉각에 사용됩니다.
낮은 열 부하의 경우 설치가 간편한 재순환 냉각기가 일반적으로 가장 간단한 솔루션입니다. 높은 열 부하의 경우에는 액체 대 액체 냉각 시스템이 가장 비용 효과적입니다. 그러나 이 시스템은 냉각된 시설 용수가 제공되는 상황에만 가능합니다. 시설 용수에 배관을 연결해야 하므로, 사용 가능한 위치와 장비 이동성이 영향을 받습니다.
열 부하가 높으며 열을 시설 용수에 배출해야 하는 경우 LCS와 수냉식 콘덴서를 탑재한 재순환 냉각기 사이의 선택은 설정점 온도에 따라 달라집니다. 설정점 온도가 시설 용수의 최고 온도보다 높은 경우 LCS가 더 비용 효과적입니다. 그러나, 시설 용수 온도 또는 그 이하로 냉각해야 하는 경우에는 수냉식 콘덴서를 탑재한 냉매 기반 냉각기가 필요합니다.
액체 냉각 링크
Boyd offers a variety of resources to help you find the right liquid cooling technology for your application. Learn more about our href=”https://www.boydcorp.com/thermal/liquid-cooling.html”>Liquid Cooling Solutions and how you can help cool your system
Cooling systems, including compressor-based chillers, liquid-to-liquid cooling systems, and ambient cooling systems, can be purchased as standard products “off-the-shelf”, modified from existing standard systems, or completely custom designed to meet your unique needs. By working with a manufacturer that has a large number of standard technologies available, as well as significant experience designing custom systems, you’ll be able to modify a standard cooling system or design an entirely custom cooling system with a better value proposition.
If a standard cooling system or a slightly modified standard cooling system will meet your needs, you’ll generally save over designing an entirely custom system. However, if a modified or custom cooling system is what you need, involving your manufacturer early in the design process and reviewing the cost drivers is important since the costs can vary quite a bit.
맞춤형 냉각 시스템의 경우 설계 사양을 충족하기 위해 필요한 비반복식 엔지니어링 작업으로 인해 상당한 사전 비용이 발생할 수 있습니다. 엔지니어링 재질 및 조립 비용을 증가시킬 수 있는 일부 사양으로는 냉각 시스템의 유형, 표준이 아닌 맞춤형 내부 부품, 내부 부품의 위치 및 간격, 다양한 센서 및 계기의 컨트롤러, 특수 출력 요구 사항, 특정 냉매와의 호환성 및 관련 기관 승인 등이 포함됩니다.
주변 냉각 시스템, 액체 대 액체 냉각 시스템 또는 재순환 냉각기
An ambient cooling system, such as a modular liquid cooling system, will provide reliable cooling for applications where precise temperature control and cooling below ambient temperature are not required. An MCS consists of a high performance heat exchanger integrated with a fan, pump, and tank in a durable metal chassis (See Figure 1). A standard MCS can handle up to 3.5 kW. A liquid-to-liquid cooling system also has a heat exchanger, pump, and tank within a chassis. However, a liquid cooling system can offer precise temperature control of process water and transfers waste heat to facility water via a liquid-to-liquid heat exchanger (See Figure 2). If facility water is not available and precise temperature control or cooling below ambient temperature is needed, a good solution is a recirculating chiller.
선택한 크기 및 옵션에 따라 다르지만 표준 LCS와 재순환 냉각기는 비용 측면에서 서로 유사합니다. 그러나 표준 LCS는 최대 20kW의 냉각을 제공하는 반면 표준 재순환 냉각기는 825W에서 95kW에 이르는 냉각 용량을 제공합니다. 만약 냉각 시스템의 유형에 관계없이, 수정된 표준 냉각 시스템 또는 맞춤형 냉각 시스템이 필요하다고 판단하신다면, 제조업체가 요구하는 최소 주문 수량이 있을 수 있다는 것을 염두에 두시기 바랍니다.
맞춤형 내부 부품
맞춤형 냉각 시스템에서도 내부 부품은 거의 모두 표준 제품입니다. 다양한 열 교환기, 펌프, 탱크 및 팬이 시중에 공급되어 있으므로 해당 냉각 시스템에서 작동하도록 설계 및 제작되어 있지 않은 부품은 흔하지 않습니다. 맞춤형 내부 부품이 필요한 경우, 프로세스에 추가적인 엔지니어링 설계 및 제조 단계가 수반되므로 추가 비용이 발생합니다(맞춤형 열 교환기에 대한 자세한 정보는 "열 교환기 제조 비용 동인" 참조).
내부 부품의 위치 및 간격
드물게 발생하는 맞춤형 내부 부품에 대한 요구 사항과 달리, 맞춤형 냉각 시스템에 대한 일반적인 요구 사항은 갈수록 더 많은 냉각 용량을 갈수록 더 작은 공간에 집어넣는 것입니다. 이렇게 하려면 부품을 더 밀도 있게 배치하거나 효율이 더 뛰어난 작은 부품을 선택하면 됩니다. 그러나 섀시 또는 냉각 시스템 패키지 내에 부품을 더 밀도 있게 배치하려면 설계와 제조가 더 까다로워집니다. 때로는 시스템이 컴팩트할수록 정비도 더 어려워집니다. 부품의 밀도가 높을수록 기류가 적어지고 따라서 성능이 저하됩니다. 그 결과 더 강력한 팬 또는 더 성능이 좋은 열 교환기가 필요해집니다. 또한 부품 위치 또는 간격이 변경되면 압력 강화와 연결 및 기타 설계 요소를 점검하여, 기대치를 충족하거나 초과하는 안정적인 제품을 제공할 수 있는지 확인해야 합니다.
센서 및 계기 컨트롤러
컨트롤러는 디스플레이 또는 원격 컴퓨터로의 데이터 출력을 통해 냉각 시스템을 모니터링할 수 있는 다양한 방식을 제공합니다. 표준 재순환 냉각기 컨트롤러는 디지털 온도 표시, 보정 오프셋, 저유량 전원 차단, 자동 재시작, °C/°F 전환, 사운드 알람, 알람 음소거, 디지털 압력 감지, 저수준, 저온/고온, 압력 표시, 장애 전원 차단(ON/OFF 전환) 및 릴레이 접점을 제공합니다. LCS 냉각 시스템 컨트롤러는 디지털 온도 표시, °C/°F 전환, 온도 초과 표시기, 보정 오프셋, 저수준 표시기, 저유량 표시기 및 아날로그 출력을 제공합니다. 추가 센서 및 계기가 필요한 경우 컨트롤러의 비용이 상당하 증가할 수 있습니다. 맞춤형 냉각 시스템에서는 비표준 컨트롤러가 가장 비싼 부품 중 하나가 될 수 있습니다. 비용과 각 센서 및 계기 요구 사항의 혜택을 비교해 보실 것을 강력히 권장합니다. 예를 들어, 비이온화 감지에서 정확한 값을 알아야만 합니까 아니면 특정 지점에 도달했을 때 경보가 표시되기를 원합니까? 경보 표시는 정밀한 디지털 측정값을 출력하는 것보다 저렴합니다. 유량, 압력 및 온도의 경우도 마찬가지입니다. 그러나 일부 적용 분야의 경우, 추가 센서 및 계기에 추가로 비용을 부담하는 것이 충분한 가치가 있습니다. 이러한 기능이 냉각 시스템과 냉각 대상 장비를 추가적으로 보호하고, 이는 수천 또는 수백만 달러의 가치가 있기 때문입니다.
특수 출력 요구 사항
컨트롤러의 경우와 마찬가지로, 해당 적용 분야의 특수 출력 요구 사항 때문에 추가 비용을 지불할 만한 가치가 있는지를 파악하는 것이 중요합니다. 표준 냉각 시스템에서 제공하는 전기적 구성은 대부분 적용 분야의 요건을 충족합니다. 두 주파수 모두에서 작동하는 기능과 같은, 보다 보편적(universal)인 출력 구성을 제공하는 구성 옵션에는 더 많은 비용이 발생합니다. 개별 위치에서 작동할 두 가지 이상의 맞춤형 냉각 시스템을 제조하는 것이 하나의 유니버설 시스템을 제조하는 것보다 더 비용 효과가 높을 수 있습니다.
특정 냉매와의 호환성
표준 모듈형 냉각 시스템은 물, 탈염수, 오일 및 에틸렌 글리콜 용액을 비롯한 광범위한 냉매와 호환됩니다. 표준 LCS는 물, 탈염수 및 에틸렌 글리콜 용액과 호환됩니다. 표준 재순환 냉각기는 물, 탈염수, 에틸렌 글리콜 용액 및 폴리알파올레핀(PAO)과 호환됩니다. 표준 XT 냉각기는 작동 온도에 따라 HFE-7100, HFE-7500, Baysilone® 유체 M 20 및 정수/EGW/PGW를 비롯한 다양한 유체와 호환되며, 표준 XL 및 RM 재순환 냉각기는 정수, EGW 및 PGW와 호환됩니다. 만일 다른 종류의 냉매가 필요하다면, 부식을 최소화하고 최적화된 시스템 성능을 보장하기 위해 시스템 내의 모든 습식 재질을 평가해야 합니다. 냉각 시스템이 다른 냉매와 호환되도록 설계하려면 추가적인 엔지니어링 및 특수 튜브 또는 펌프와 같은 비표준 부품이 필요할 수 있습니다. 에틸렌 글리콜 용액 또는 물과의 호환성은 일반적으로 가장 설계하기 쉬운 호환성이며, PAO 및 Fluorinert™ 호환성은 더 까다롭고 비용이 많이 듭니다.
관련 기관 승인
비용이 많이 발생하는 또 다른 사양 중 하나는 관련 기관 승인을 위해 맞춤형 냉각 시스템을 설계하는 것입니다. 대부분의 표준 냉각 시스템은 CE 인증을 취득했으며, UL 61010-1에 대한 ITSNA 테스트를 거쳤거나 UL 1995에 대한 MET 테스트를 거쳤습니다. 그러나 새 설계가 기관 승인을 획득하도록 하는 것은 맞춤형 시스템의 재 테스트 등 엔지니어링 설계 및 품질 관리 단계에서 또 하나의 절차를 추가하는 것입니다.
냉각 시스템 요구 사항이 더 복잡하거나 비일반적일수록 필요한 엔지니어링 작업이 더 많아지며 이로 인해 비용이 증가할 가능성이 높아집니다. 맞춤형 시스템에서는 사양을 충족하기 위해 소모되는 엔지니어링 시간이 상당한 초기 비용을 발생시키는 것이 일반적이며, 비표준 컨트롤러가 가장 많은 반복 비용을 발생시킵니다. 수정된 냉각 시스템이나 맞춤형 냉각 시스템으로 인해 비용이 수천 달러 단위로 변경될 수 있으므로, 비용에 영향을 미치는 설계 사양이 무엇인지를 이해하는 것이 핵심입니다. 사용 가능한 냉각 시스템의 유형이 무엇인지, 표준 부품이 설계 및 생산을 얼마나 가속화해주는지, 부동산 절감이 그만한 가치가 없는 때가 언제인지 그리고 반드시 필요한 센서 및 계기는 무엇이고, 꼭 필요하지는 않지만 있으면 좋은 센서나 계기가 무엇인지를 이해하는 것이 중요한 차이를 만들 수 있습니다. 또한 냉매 선택, 출력 요구 사항 및 기관 승인도 영향을 미친다는 사실을 잊지 않는 것이 중요합니다.
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