الأخبار - مبدأ الشحن الفائق بالتبريد السائل، والمزايا الأساسية، والمكونات الرئيسية

1. المبدأ

يُعد التبريد السائل أفضل تقنيات التبريد حاليًا. ويكمن الفرق الرئيسي بينه وبين التبريد الهوائي التقليدي في استخدام وحدة شحن تبريد سائلة + كابل شحن تبريد سائل. ويعتمد مبدأ تبديد الحرارة بالتبريد السائل على:

2. المزايا الأساسية

أ. الشحن السريع عالي الضغط يولد المزيد من الحرارة، ويتمتع بتبريد سائل جيد، كما أنه منخفض الضوضاء.

تبريد الهواء: عبارة عن وحدة تبريد هواء + تبريد طبيعيكابل الشحنيعتمد هذا النظام على تبادل الحرارة للهواء لخفض درجة الحرارة. في ظل التوجه العام للشحن السريع عالي الجهد، يتطلب الاستمرار في استخدام التبريد الهوائي استخدام أسلاك نحاسية أكثر سمكًا؛ فبالإضافة إلى زيادة التكلفة، سيزيد ذلك أيضًا من وزن سلك مسدس الشحن، مما يسبب إزعاجًا ومخاطر على السلامة؛ علاوة على ذلك، لا يمكن استخدام التبريد الهوائي كسلك لتبريد قلب الكابل.

التبريد السائل: استخدم وحدة التبريد السائل + التبريد السائلكابل الشحنلإزالة الحرارة من خلال سائل التبريد (إيثيلين جليكول، زيت، إلخ) المتدفق عبر كابل التبريد السائل، بحيث يمكن للكابلات ذات المقطع العرضي الصغير أن تحمل تيارًا كبيرًا وارتفاعًا منخفضًا في درجة الحرارة؛ من ناحية، يمكن أن يعزز تبديد الحرارة ويحسن السلامة؛ من ناحية أخرى، نظرًا لأن قطر الكابل أرق، فإنه يمكن أن يقلل الوزن ويجعله أسهل في الاستخدام؛ بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم وجود مروحة، فإن الضوضاء تكاد تكون معدومة.

ب. التبريد السائل، يمكنه العمل بثبات في البيئات القاسية.

تعتمد الأكوام التقليدية على تبادل حرارة الهواء للتبريد، لكن المكونات الداخلية ليست معزولة؛ فلوحات الدوائر الكهربائية وأجهزة الطاقة في وحدة الشحن على اتصال مباشر بالبيئة الخارجية، مما قد يؤدي بسهولة إلى تعطل الوحدة. تتسبب الرطوبة والغبار ودرجات الحرارة المرتفعة في ارتفاع معدل تعطل الوحدة السنوي إلى ما بين 3% و8%، أو حتى أكثر من ذلك.

يعتمد التبريد السائل على عزل كامل، ويعتمد على تبادل الحرارة بين سائل التبريد والمشع. وهو معزول تمامًا عن البيئة الخارجية، مما يُطيل عمر المعدات. وبالتالي، فإن موثوقيته أعلى بكثير من التبريد الهوائي.

ج. يعمل التبريد السائل على تقليل تكاليف التشغيل، ويزيد من عمر الخدمة، ويقلل من تكاليف دورة الحياة.

وفقًا لشركة هواوي للطاقة الرقمية، تعمل الأكوام التقليدية في بيئات قاسية لفترات طويلة، وعمرها الافتراضي قصير جدًا، إذ تتراوح دورة حياتها بين 3 و5 سنوات فقط. في الوقت نفسه، لا تتلف المكونات الميكانيكية، مثل مراوح الخزانة ومراوح الوحدات، بسهولة فحسب، بل تتطلب أيضًا تنظيفًا وصيانة دورية. ويتطلب الأمر زيارات يدوية للموقع أربع مرات على الأقل سنويًا للتنظيف والصيانة، مما يزيد بشكل كبير من تكاليف تشغيله وصيانته.

على الرغم من أن الاستثمار الأولي للتبريد السائل كبير نسبيًا، إلا أن عدد أعمال الصيانة والإصلاح اللاحقة أقل، وتكلفة التشغيل أقل، وعمر الخدمة أكثر من عشر سنوات. وتتوقع هواوي للطاقة الرقمية انخفاض تكلفة دورة الحياة الإجمالية (TCO) بنسبة 40% خلال عشر سنوات.

3. المكونات الرئيسية

أ. وحدة التبريد السائل

مبدأ تبديد الحرارة: تعمل مضخة المياه على دفع سائل التبريد للتداول بين الجزء الداخلي لوحدة الشحن المبردة بالسائل والمبرد الخارجي، مما يؤدي إلى إزالة حرارة الوحدة.

حاليًا، تعتمد أعمدة الشحن الرئيسية بقدرة 120 كيلوواط في السوق بشكل رئيسي على وحدات شحن بقدرة 20 كيلوواط و30 كيلوواط، بينما لا تزال وحدات شحن بقدرة 40 كيلوواط في مرحلة التطوير؛ بينما تنسحب وحدات شحن بقدرة 15 كيلوواط تدريجيًا من السوق. ومع دخول أعمدة شحن بقدرات 160 كيلوواط و180 كيلوواط و240 كيلوواط أو أعلى إلى السوق، ستفتح وحدات الشحن المطابقة لها بقدرة 40 كيلوواط أو أعلى آفاقًا أوسع للتطبيقات.

مبدأ تبديد الحرارة: تدفع المضخة الإلكترونية سائل التبريد إلى التدفق. عندما يمر سائل التبريد عبر كابل التبريد السائل، فإنه يسحب حرارة الكابل وموصل الشحن ويعود إلى خزان الوقود (لتخزين سائل التبريد)؛ ثم تُحركه المضخة الإلكترونية لتبديد الحرارة عبر المبرد.

كما ذكرنا سابقًا، تعتمد الطريقة التقليدية على توسيع مساحة المقطع العرضي للكابل لتقليل تسخينه، ولكن يوجد حد أقصى لسمك الكابل المستخدم في مدفع الشحن. يحدد هذا الحد الأقصى لتيار خرج الشاحن الفائق التقليدي عند 250 أمبير. مع استمرار زيادة تيار الشحن، يتحسن أداء تبديد الحرارة للكابلات المبردة بالسائل بنفس السُمك؛ بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لسمك سلك مدفع الشحن، يكون مدفع الشحن أخف وزنًا بنسبة 50% تقريبًا من مدفع الشحن التقليدي.