최고의액체냉각용열전달유체

一旦你决定液体冷却是解决方案，你知道换热流体要用什么吗?在为您的应用选择液体冷却技术时，最重要的因素之一是传热流体与冷却组件湿润表面的兼容性(如液体冷却板或热交换器)或系统及你的申请。传热流体兼容性是确保系统长期可靠性的关键。对传热流体的其他一些要求可能包括高导热系数和比热、低粘度、低凝固点、高闪点、低腐蚀性、低毒性和热稳定性1。根据这些准则，目前液冷应用中最常用的冷却剂有:

• 물
• 탈염수
• 방청글리콜및수용액
• 유전체유체

호환가능한열전달유체및습식소재를잘매치하여선택하면부식위험을최소화하고열성능을최적화할수있습니다。구리는물및글리콜/수용액과호환되며알루미늄은글리콜/수용용액,유전체유체및오일과호환됩니다。그러나,탈염수또는기타부식성유체를사용한다면스테인리스강의내식성이다른금속보다우수하므로스테인리스강이일반적으로권장됩니다(표1참조)。대부분의냉각시스템은물또는글리콜/수용액과호환되지만,탈염수또는폴리알파올레핀(PAO)등의유전체유체와의호환성을위해서는특수배관작업이필요합니다。

표1

소재및유체호환성	물	글리콜	탈염수	유전체유체(Fluorinert PAO)
구리	Ⅹ	Ⅹ		Ⅹ
알루미늄		Ⅹ		Ⅹ
스테인리스강	Ⅹ	Ⅹ	Ⅹ	Ⅹ

물은높은열용량과열전도성으로인해액체냉각응용분야에서사용하기에가장적합한소재입니다。또한유,체경로에서사용하기에가장적합한열전달소재인구리와도호환됩니다。액체냉각용물은여러가지공급원에서나옵니다。예를들어,수돗물은공공용수처리시설이나우물에서얻을수있습니다。공공시설용수나수돗물을사용하면언제나이를확보할수있고비용이저렴하다는이점이있습니다。공공시설용수나수돗물에대해주의해야할점은,처리를거치지않았기때문에불순물을포함할가능성이있다는것입니다。이러한불순물로인해액체냉각루프및/또는유체경로가부식될수있습니다。따라서부식을최소화하고열성능을최적화하려면양질의물을사용하는것이좋습니다。

물의금속부식성은포함된화학성분에따라상당히달라질수있습니다。예를들어,염화물(氯)은수돗물에서일반적으로발견되며부식성일수있습니다。염화물이25 ppm이상인액체냉각루프에는시설또는수돗물을사용해서는안됩니다。칼슘과마그네슘은금속표면에스케일을형성하고부품의열성능을감소할수있으므로물의칼슘과마그네슘수준도고려해야합니다(표2참조)。

표2

양질의물을위한최소요건2
미네랄	권장한계치
칼슘	< 50 ppm
마그네슘	< 50 ppm
총경도	< 100ppm(5粒)
염화물	< 25 ppm
황산염	< 25 ppm

공공시설용수나수돗물에미네랄,소금또는기타불순물이많이포함되어있다고판단된다면,용수를여과하거나정수또는탈염수를구매할수있습니다。공공시설용수또는수돗물이비교적순수하고권장한계치를충족하더라도,안전성을확보하기위해일반적으로부식억제제를추가하는것이좋습니다。인산염은스테인리스스틸및대부분의알루미늄부품에효과적인부식억제제입니다。pH值조절에효과적이기도합니다。그러나,인산염의한가지단점은경수에서는칼슘과함께침전된다는것입니다。구리및황동의경우에는톨릴트리아졸이일반적이고매우효과적인부식억제제입니다。알루미늄의경우,2 -에틸헥사노익산또는세바식산과같은유기산이보호기능을제공합니다。

去离子水是指除去了钠离子、钙离子、铁离子、铜离子、氯离子和溴离子的水。去离子化过程可以去除有害的矿物质、盐和其他会导致腐蚀或结垢的杂质。与自来水和大多数流体相比，去离子水具有较高的电阻率。去离子水是一种很好的绝缘体，这就是为什么它被用于制造必须电隔离的电子元件。然而，随着水的电阻率增加，它的腐蚀性也增加。去离子水的pH值在7.0左右，但当暴露在空气中时，很快就会变成酸性。空气中的二氧化碳会溶解在水中，引入离子并使其酸性pH值达到5.0左右。当使用几乎纯净的水时，有必要使用缓蚀剂。在循环式冷水机中使用去离子水时，需要特殊的高纯度管道。配件应镀镍，蒸发器应镀镍。 When using deionized water in冷却板或热交换器，建议使用不锈钢管材。

这两种乙二醇最常用作液体冷却应用于乙二醇和水(EGW)和丙二醇和水(PGW)溶液。乙二醇具有理想的热性能，包括高沸点，低冰点，在广泛的温度范围内的稳定性，以及高比热和导热系数。它还具有低粘度，因此减少了泵送需求。虽然EGW比PGW具有更理想的物理性能，但PGW用于可能存在毒性问题的应用中。PGW通常被认为在食品或食品加工应用中是安全的，也可以在封闭的空间中使用^3.．

尽管EGW的导热系数不像水那么高，但它提供了防冻保护，这在使用或运输过程中是有益的。事实上，乙二醇是汽车防冻液中使用的化学物质。然而,汽车乙二醇不应用于冷却系统或热交换器，因为它含有硅酸盐基防锈剂。这些抑制剂可以凝胶和污浊，涂层热交换器表面和降低其效率。硅酸盐也被证明会显著缩短寿命泵密封．虽然错误的抑制剂可能会导致严重的问题，但正确的抑制剂可以防止腐蚀，并显著延长a的寿命液体冷却循环．抑制型二醇可以从Dynalene、霍顿化学或陶氏化学公司等公司购买，与非抑制型二醇相比，强烈推荐使用。

용액내글리콜농도가증가하면열전달유체의열성능이감소합니다。부식및동결방지요건을충족하기위해서는최저농도의방청글리콜을사용하는것이가장좋습니다。陶氏化学은최소농도의25 - 30% EGW⁴을권장합니다。이러한최소농도에서에틸렌글리콜은살균제및살진균제로서작용하기도합니다。재순환냉각기의경우,30%의에틸렌글리콜용액은물만사용했을때보다열성능이약3%감소하며,부식을방지하고,동결방지율을-15°C(5°F)로떨어트립니다。

글리콜용액에사용된물의수질또한중요합니다。방청글리콜을사용하더라도물은표2에지정된한계치를충족또는초과해야합니다。물내이온은억제제가용액에서떨어지게하여오염과부식을유발할수있습니다。

虽然食品行业可能更倾向于选择PGW而不是EGW来进行传热，电力电子、激光和半导体工业可能更倾向于选择电介质而不是水。电介质流体是不导电的，因此在处理敏感电子产品时比水更可取。全氟化碳，如3M的介电液氟惰性™，是不易燃、不爆炸的，并且在很宽的工作温度范围内具有热稳定性。尽管去离子水也是不导电的，氟惰性™比去离子水腐蚀性小，因此可能是一些应用程序的一个更好的选择。然而，水的导热系数约为0.59 W/m°C (0.341 BTU/hr ft°F)，而Fluorinert™FC-77的导热系数仅为0.063 W/m°C (0.036 BTU/hr ft°F)。⁵氟惰性™也比去离子水贵得多。

PAO是一种常用的合成烃军事和航空航天其介电性能和广泛的工作温度范围的应用。例如，今天喷气式战斗机上的火控雷达是使用PAO进行液体冷却的。对于使用PAO作为传热流体的冷板和热交换器的测试，也可提供与PAO兼容的循环冷水机。PAO的导热系数为0.14 W/m°C (0.081 BTU/hr ft°F)。因此，尽管电介质流体为电子产品提供了低风险的液体冷却，但它们通常比水和大多数水基解决方案的导热系数要低得多。

水、去离子水、乙二醇/水溶液和介电流体(如氟碳化合物和PAO)是高性能液冷应用中最常用的传热流体。重要的是要选择与流体路径兼容的传热流体，提供腐蚀保护或最小的腐蚀风险，并满足您的应用程序的特定要求。使用正确的化学方法，您的传热流体可以为您的液体冷却回路提供非常有效的冷却。有关液冷技术和系统中使用的适当工作流体的更多信息，请联系阿维德，博伊德公司热力部bob电竞在线．

¹사티시c모하파트라(Mohapatra Satish c)、“전자공학냉각용유체냉각제에관한개요(电子冷却液体冷却剂的概述),“ElectronicsCooling, 2006년월,22页。

²陶氏化学公司,”열전달유체솔루션내수질의중요성(使用高质量的水的重要性在传热流体解决方案),“www.Dow.com,形成no.180 - 01396 - 1099 - qrp, 1999년10월。

^3.陶氏化学公司,”올바른열전달유체를찾는방법(如何选择正确的传热流体)”,加热过程,2008년월,特洛伊,MI, 52页。

⁴陶氏化学公司,“다우섬SR-1및다우섬4000방청에틸렌글리콜기반열전달유체에대한엔지니어링및작업안내서(工程和操作指南热传导SR-1和热传导4000抑制乙烯二元醇传热流体)”,www.Dow.com,양식번호:180-1190-0901 AMS 2001년월,p。6。

⁵3 m,“3 m Fluorinert™전자유체fc - 77”,www.3M.com98-0212-2309-8 (HB) 2000년월,p。1。