مع التطور السريع لصناعة الإلكترونيات، يتزايد استخدام أنظمة التبريد السائل. ومن بين هذه الأنظمة ، يُعد اختيار سائل التبريد بالغ الأهمية بالنسبة لألواح التبريد السائل . حاليًا، تتوفر خيارات متعددة في هذا المجال، مثل محلول الإيثيلين جليكول، ومحلول البروبيلين جليكول، والماء منزوع الأيونات، وغيرها. تستخدم شركات هواوي، وداون، وهايبرفيوجن بشكل أساسي محلول الإيثيلين جليكول بتركيز 25%، بينما تستخدم شركتا إنسبور وشينخوا سان بشكل أساسي محلول البروبيلين جليكول بتركيز 25%.
محلول الإيثيلين جليكول ومحلول البروبيلين جليكول معياران صناعيان يتميزان بتوفرهما العالي، وتكلفة محلول الإيثيلين جليكول أقل من تكلفة محلول البروبيلين جليكول. يتراوح تركيز سائل التبريد الموصى به بين 20% و30%، ويجب ألا يكون مرتفعًا جدًا لأنه قد يؤثر على أداء تبديد الحرارة لسائل العمل؛ ويجب ألا يكون منخفضًا جدًا لأنه قد يؤثر على قدرته على منع التجمد وتثبيط نمو الميكروبات.
يتميز الماء منزوع الأيونات بأداء جيد في نقل الحرارة، وهو غير سام وآمن، ويمكن استخدامه كسوائل تبريد، ولكن يجب الانتباه إلى صيانته. نقطة تجمد الماء منزوع الأيونات هي 0 درجة مئوية، ويجب مراعاة مشاكل منع التجمد في حالات مثل النقل والتخزين والإغلاق المؤقت وانخفاض حجم العمل، ووجود خوادم مثبتة ولكنها لا تعمل.
تتطلب المياه منزوعة الأيونات إضافة مثبطات التآكل ومبيدات البكتيريا، وإلا فمن السهل التسبب في تآكل النحاس، ويمكن أن يؤدي الاستخدام طويل الأمد بسهولة إلى تسرب المبادل الحراري ذو اللوحة الملحومة بالنحاس داخل وحدة التبريد المركزية. تتطلب سوائل التبريد إضافة مثبطات التآكل ومبيدات الفطريات لمنع نمو البكتيريا في خط الأنابيب، مما يؤدي إلى الانسداد والتسرب.
يتدفق سائل التبريد بتقنية التبريد السائل للصفائح الباردة عبر خط أنابيب الصفائح الباردة، دون أن يتلامس مباشرةً مع الأجهزة الإلكترونية مثل اللوحة الأم والرقائق. وحرصًا على تحقيق أداء تبريد مثالي، يُراعى التوافق والموثوقية بين سائل التبريد وأنبوب الدورة والصفائح الباردة.
ومع ذلك، في الاستخدام العملي، من الضروري فحص سائل التبريد بانتظام لضمان جودة مستقرة وموثوقة، وذلك للحد من مخاطر التآكل، والشيخوخة المتسارعة، والاختراق في بيئات العمل طويلة الأمد. أما بالنسبة لاختيار سائل التبريد، فتشمل سوائل التبريد الشائعة الاستخدام في دائرة التبريد الثانوية لنظام تبريد سائل اللوحة الباردة سائل تبريد مائي وغير مائي.
سائل تبريد قائم على الماء
يتميز سائل التبريد المائي بأداء جيد في نقل الحرارة، ويمكن تقسيمه إلى سائل مائي نقي وسائل مُركّب. يستخدم محلول الماء النقي الماء النقي كمذيب، دون إضافة أي مواد أخرى، أو بإضافة نسبة معينة من مانع التجمد الإيثيلين جليكول أو البروبيلين جليكول وفقًا لمتطلبات مانع التجمد. يمنع محلول الماء النقي تآكل المواد المتسربة ونمو الكائنات الدقيقة من خلال الحفاظ على بيئة توصيل منخفضة للغاية.
يستخدم سائل التركيبة الماء النقي كمذيب، ويضاف إليه نسبة معينة من مانع التجمد وفقًا لمتطلباته، بالإضافة إلى إضافات مثل مثبطات التآكل والمبيدات الحيوية. يقلل سائل التركيبة من خطر تآكل المادة المبللة، ويمنع نمو البكتيريا من خلال الإضافات. ونظرًا لأن هذه الإضافات قد تقلل من التوصيل الحراري للماء، كما أنها قد تفقد فعاليتها مع الاستهلاك، يلزم أخذ عينات منتظمة ومراقبة جودة سائل التبريد أثناء الاستخدام.
سائل تبريد غير مائي
ينقسم المبرد غير المائي بشكل أساسي إلى الهيدروكربونات والسيليكون العضوي والفلوروكربون
تتطلب المركبات مراجعة صارمة واختبار توافق المواد المبللة عند استخدامها.
تتميز سوائل التبريد الهيدروكربونية والعضوية السيليكونية بلزوجة عالية في درجة حرارة الغرفة، لذا تُعرف عادةً باسم "سوائل التبريد الزيتية" في الصناعة. تنقسم سوائل التبريد الزيتية الشائعة إلى زيت معدني طبيعي، وزيت صناعي، وزيت عضوي سيليكوني، وغيرها. وتتميز عمومًا بخصائص مشتركة، مثل ارتفاع درجة غليانها، وعدم تطايرها، وعدم تآكلها للمعادن، وصديقتها للبيئة، وانخفاض سميتها، وانخفاض تكلفتها. ومع ذلك، نظرًا لنقطة وميضها، هناك خطر احتراق قابل للاشتعال أثناء الاستخدام. لا تُستخدم سوائل التبريد الزيتية عمومًا كسوائل تبريد في تبريد سوائل الصفائح الباردة نظرًا لشدة لزوجتها وقابليتها لامتصاص الرطوبة والتحلل المائي.
سائل تبريد فلور الكربون هو مركب عضوي يُحصل عليه عن طريق استبدال بعض أو كل الهيدروجين الموجود في الهيدروكربونات بالفلور. ووفقًا لاختلاف تركيب وبنية مركبات فلور الكربون، يُمكن تقسيمه إلى هيدروكربونات غازية (CFC)، وهيدروكربونات مكلورة بالهيدروجين (HCFC)، وهيدروكربونات هيدروجينية (IFC)، ومركبات بيرفلوروكربون (PFC)، وهيدروفلوروإيثان (IFE)، وغيرها. يتميز هذا السائل عمومًا بعزل كهربائي جيد وأداء شامل في نقل الحرارة، كما أنه يتميز بمقاومة عالية للاشتعال وخمول شديد، كما أنه لا يتفاعل بسهولة مع المواد الأخرى، مما يجعله مادة متوافقة جيدًا.
تبريد سائل بلوحة باردة أحادية/ثنائية الطور
وفقًا لما إذا كان سائل التبريد في نظام تبريد السائل باللوحة الباردة يخضع لتحويل الطور الغازي السائل أثناء امتصاص أو إطلاق الحرارة، فيمكن تقسيمه إلى تبريد سائل باللوحة الباردة أحادي الطور وتبريد سائل باللوحة الباردة ثنائي الطور.
يمتص التبريد السائل أحادي الطور للصفائح الباردة الحرارة عبر سائل التبريد داخل الصفائح الباردة، مما يخفض درجة حرارة الرقاقة ويمنع التبخر. يُعدّ سائل التبريد المائي، بفضل درجة غليانه العالية وأدائه الممتاز في نقل الحرارة، سائل تبريد مثاليًا لتبريد سائل الصفائح الباردة أحادي الطور.
يمتص سائل التبريد ثنائي الطور باستخدام صفيحة باردة الحرارة عبر سائل التبريد داخل الصفيحة، ويتحول من طور غازي إلى سائل. عادةً، يُختار سائل تبريد فلور الكربون ذو درجة غليان منخفضة ونطاق غليان مناسب لتسهيل دورة امتصاص الحرارة والتبخر وتبديد الحرارة.
يمكن أن يؤدي التآكل والترسب ونمو الميكروبات الناتج عن إدارة فشل سائل التبريد الجانبي الثانوي في تبريد سائل اللوحة الباردة إلى انخفاض هائل في كفاءة نقل الحرارة، ومخاطر التوقف عن العمل، وحتى تلف الخوادم. يُنصح عمومًا باستخدام سائل تبريد قائم على الماء منزوع الأيونات يحتوي على مكونات وظيفية مضادة للتآكل ونمو الميكروبات، نظرًا لسعته الحرارية النوعية الكبيرة، وقدرته على تلبية احتياجات تبديد الحرارة للمعالجات عالية الطاقة. يناسب أنظمة التبريد السائل العامة، وينطبق على ألواح التبريد السائل المصنوعة من النحاس والألومنيوم.
