Uitdagingen van waterkoelplaten en hoe KINGKA ze oplost

Met de snelle groei van datacenters, AI-servers en high-performance computing (HPC)-platforms zijn vloeistofgekoelde koelplaten een cruciaal onderdeel geworden van moderne thermische beheersystemen. Met name waterkoelplaten en vloeistofkoelplaten worden veelvuldig gebruikt om hoge warmtestromen van CPU's, GPU's en AI-acceleratoren af te voeren.

Conventionele koeloplossingen met waterkoelplaten kampen echter met diverse inherente problemen tijdens langdurig gebruik. Kingka pakt deze problemen aan door middel van geavanceerde engineering, precisieproductie en bewezen vloeistofkoelplaatoplossingen voor datacenters.

1. Corrosieproblemen bij conventionele waterkoelplaten

Probleem: corrosie in gesoldeerde waterkoelplaten

De meeste traditionele koelplaten voor waterkoeling maken gebruik van gesoldeerde koperen microkanaalstructuren. De combinatie van koperen substraten en soldeermaterialen introduceert elektrochemische potentiaalverschillen, die galvanische corrosie kunnen veroorzaken bij blootstelling aan koelvloeistof op waterbasis.

Aanvullende corrosiemechanismen zijn onder meer:

• zuurstof-geïnduceerde corrosie

• pH-instabiliteit in koelvloeistoffen

• microbiologisch beïnvloede corrosie (mic)

Na verloop van tijd tast corrosie de interne microkanalen aan, waardoor de betrouwbaarheid van koelsystemen met koelplaten afneemt.

Kingka-oplossing: corrosiebestendig ontwerp voor vloeistofkoelplaten

Kingka vermindert corrosierisico's door:

• Hoogzuivere koper- en aluminiummaterialen voor de productie van vloeistofkoelplaten

• Wrijvingsroerlassen (FSW) met koudplaattechnologie, waardoor soldeermaterialen overbodig worden.

• gladde, nauwkeurig bewerkte microkanalen om corrosievorming te verminderen.

• Strikte materiaalcertificering en naleving van milieuregelgeving (RoHS/REACH).

Door gebruik te maken van FSW-watergekoelde koelplaten verbetert Kingka de chemische stabiliteit en levensduur aanzienlijk.

2. Risico op verstopping in vloeistofkoelplaten met microkanalen

Probleem: beperking van de doorstroming in waterkoelplaten.

Microkanaalvloeistofkoelplaten zijn zeer gevoelig voor vervuiling. Kalkafzettingen, oxidatiedeeltjes en biologische aangroei kunnen zich in de kanalen ophopen en gedeeltelijke of volledige verstopping veroorzaken.

Dit leidt tot:

• verminderde koelvloeistofstroom

• verhoogde drukval

• lokale hotspots op CPU's en GPU's

• verminderde efficiëntie van koelplaten voor datacenters

Kingka-oplossing: geoptimaliseerde microkanaal-koelplaattechniek

Kingka minimaliseert het risico op verstoppingen door:

• uiterst nauwkeurige CNC-bewerking voor een consistente microkanaalgeometrie

• gecontroleerde oppervlakteruwheid bij de fabricage van waterkoelplaten

• Meertraps ultrasoon reinigen vóór en na het lassen

• Stroomweerstandstests voor elke vloeistofkoelplaat voor datacentertoepassingen

Dit garandeert een stabiele vloeistofstroom op de lange termijn en betrouwbare prestaties van de koelplaat voor vloeistofkoeling.

3. Risico's op lekkage bij watergebaseerde koelplaatsystemen

Probleem: koelvloeistoflekkage en elektrische veiligheid

Conventionele waterkoelingssystemen met koelplaten zijn afhankelijk van afdichtingen, slangen en meerdere aansluitpunten. Temperatuurschommelingen en drukfluctuaties versnellen de veroudering van o-ringen en slangen, waardoor het risico op lekkage toeneemt.

Omdat water elektrisch geleidend is, kan zelfs een kleine lekkage de volgende gevolgen hebben:

• kortsluitingen

• componentcorrosie

• systeemuitval of catastrofale storing

Dit is een grote zorg voor vloeistofkoelsystemen in AI-datacenters.

Kingka-oplossing: lekvrije FSW vloeistofkoelplaten

Kingka verbetert de systeemveiligheid door:

• FSW vloeibaar koudplaatlassen, waarmee dichte, poriënvrije verbindingen ontstaan.

• Gas-/vloeistoflektest en drukbestendigheidstest voor elke koelplaat.

• Structurele optimalisatie om spanning in verbindingen te verminderen.

• Montageklare waterkoelplaten met geverifieerde afdichtingsintegriteit

Dankzij deze eigenschappen zijn de vloeistofkoelplaatoplossingen van Kingka geschikt voor continu gebruik onder hoge belasting.

4. Stabiliteit van de thermische prestaties voor krachtige AI-chips

Probleem: ongelijkmatige koeling en thermische hotspots

Naarmate AI-acceleratoren een vermogensdichtheid van meer dan een kilowatt bereiken, kan een inconsistente koelvloeistofverdeling leiden tot ongelijkmatige temperatuurprofielen, waardoor de prestaties en de levensduur van de componenten afnemen.

Kingka-oplossing: hoogwaardig koelplaatontwerp

Kingka garandeert stabiele thermische prestaties door:

• CFD-gebaseerde thermische simulatie tijdens het ontwerp van koelplaten

• uniforme stroomverdeling in vloeistofkoelsystemen met koude platen

• Nauwkeurige vlakheidscontrole voor optimaal thermisch contact.

• Validatie van de thermische weerstand onder reële bedrijfsomstandigheden

Dit maakt betrouwbare koelplaatkoeling mogelijk voor AI-servers en datacenters.

5. Waarom Kingka vloeistofkoelplaten voor datacenters?

Kingka levert complete oplossingen voor vloeistofkoeling met koelplaten, die het volgende combineren:

• Meer dan 15 jaar ervaring in thermisch beheer.

• geavanceerd wrijvingsroerlassen koudplaatproductie

• Nauwkeurige CNC-bewerking en strenge kwaliteitscontrole.

• Ontwerp van op maat gemaakte waterkoelingsplaten voor AI-, HPC- en datacenterapplicaties

Van prototype tot massaproductie levert Kingka betrouwbare vloeistofkoelplaatoplossingen die geoptimaliseerd zijn voor prestaties, veiligheid en een lange levensduur.

Hoewel traditionele waterkoelplaten te maken hebben met problemen zoals corrosie, verstopping en lekkage, kunnen deze risico's effectief worden beperkt door geavanceerd ontwerp en fabricage. De FSW-vloeistofkoelplaten van Kingka, precisiebewerking en strenge tests bieden een robuuste en schaalbare oplossing voor de volgende generatie vloeistofkoelsystemen voor datacenters.