Kas vedelikjahutusplaadid töötavad deioniseeritud veega?

Vaatasin kord, kuidas üks tehnik võitles jahutusringi katlakivide kogunemisega. Lahenduseks? Üleminek ülipuhta vedelikule. Probleem lahendatud.

Jah - vedelikjahutusplaadid võivad töötada deioniseeritud veega, kuid ainult juhul, kui süsteem on ehitatud materjalidest ja komponentidest, mis sobivad selle väga madala ioonisisaldusega.

Paljud inimesed eeldavad, et ülipuhta vee kasutamine on jahutussüsteemide uuendamine plug-and-play. Tõde on keerulisem. Uurime põhjalikumalt, kuidas see toimib ja millal on see õige valik.

Mis on deioniseeritud vee jahutus?

Vesi on suurepärane jahutusvedelik - kuni mineraalid hakkavad kanalid ummistama ja põhjustavad korrosiooni.

Deioniseeritud vee jahutamine tähendab, et kasutatakse peaaegu kõikidest lahustunud ioonidest puhastatud vett, et kanda soojust läbi suletud süsteemi, mis hõlmab külmad plaadid, pumbad, torud ja soojusvahetid.

Deioniseeritud (DI) vesi on vesi, mis on läbinud puhastusprotsessi, et eemaldada lahustunud ioonid, nagu kaltsium, magneesium, naatrium, kloriid ja sulfaat. Need ioonid eemaldatakse tavaliselt ioonivahetusvaikude abil. Tulemuseks on vesi, mille elektrijuhtivus on väga madal ja millel puuduvad mineraalid, mis võivad ladestuda.

Jahutussüsteemis pumbatakse DI-vesi läbi külma plaadi - lame metallosa, millel on sisemised kanalid. Kui soojust tekitavad seadmed (näiteks jõuelektroonika või protsessor) annavad külma plaadi peale soojust, viib vesi selle soojuse radiaatorisse või soojusvahetisse, mis jahutab selle enne süsteemi tagasipöördumist maha.

DI-vee peamine eelis on lisandite puudumine. Kuna puuduvad ioonid, ei ole ka mineraale, mis sadestuksid ja ummistaksid mikrokanaleid. Samuti on palju väiksem elektrijuhtivuse oht, mis on kriitilise tähtsusega süsteemides, kus vedelik võib lekkida tundliku elektroonika läheduses.

See tähendab, et DI-vesi ei ole inertne. Kuna selles puuduvad lahustunud ioonid, on see keemiliselt agressiivne. See püüab end uuesti tasakaalustada, leostades metalliioone kõikidelt pindadelt, millega see kokku puutub. Seepärast on materjali valik nii oluline - sellest peagi rohkem.

Miks on vee puhtus oluline?

Olen näinud, kuidas terveid süsteeme on kahjustanud nii nähtamatu asi nagu kraanivee mineraalid.

Vee puhtus on oluline, sest lisandid põhjustavad korrosiooni, ladestumist ja mikroobide kasvu, mis kõik vähendavad soojuse jõudlust ja süsteemi töökindlust.

Vedelikjahutusahelas oleva ebapuhta veega on seotud neli peamist ohtu:

1. Korrosioon

Kraanivesi sisaldab soolasid, kloori ja muid ioone. Need võivad kiirendada korrosiooni, kui need voolavad läbi metallosade, nagu külmutusplaadid, radiaatorid ja pumbad. Mida suurem on vooluhulk ja turbulents, seda hullemaks muutub see. Isegi töödeldud vesi võib aja jooksul jätta endast jääke. Need ioonid lõhuvad metallide kaitsvaid oksiidikihti, muutes need altid lõhestumisele ja üldisele kulumisele.

2. Katlakivi ja ladestumine

Tavalises vees olevad mineraalid võivad sadestuda, eriti kuumuse mõjul, moodustades sisepindadele katlakivi - tahkeid ladestusi. See blokeerib kitsad kanalid, vähendab voolukiirust ja vähendab soojusülekande pindala. Lõpuks viib see termiliste kitsaskohtade ja ülekuumenevate komponentide tekkimiseni.

3. Juhtivus ja ohutus

Puhas vesi ei juhi hästi elektrit, kuid niipea, kui see võtab ioone, tõuseb selle juhtivus. See tähendab, et lekke korral võib jahutusvedelik lähedalasuva elektroonika lühistada. DI-vesi vähendab seda ohtu - vähemalt seni, kuni see on puhas. Seepärast on vee kvaliteedi jälgimine aja jooksul väga oluline.

4. Bioloogiline saastumine

Ebapuhas vesi sisaldab sageli toitaineid, mis toetavad mikroobide - vetikate, bakterite ja seente - kasvu. Need organismid võivad kasvada seisvas või aeglaselt liikuvas jahutusvedelikus, ummistades filtrid ja määrides sisepinnad. Kui saastumine on kord juba alanud, on seda raske eemaldada ilma kogu süsteemi loputamata.

Siin on kiire kokkuvõte:

DI-vesi vähendab neid kõiki - kuid ainult seni, kuni see jääb puhtaks. Kui see neelab endasse metallide või tolmu ioone, olete tagasi alguses.

Kuidas projekteerida süsteemid deioniseeritud jahutusvedeliku jaoks?

Käsitlen DI-veesüsteeme nagu laboratoorset katset: täpsed materjalid, hoolikas jälgimine, ei mingeid otseteid.

Deioniseeritud vee ohutuks kasutamiseks tuleb valida sobivad materjalid, kontrollida voolukiirust ja temperatuuri, jälgida elektrijuhtivust ning võimalusel lisada korrosiooniinhibiitoreid ja biotsiide.

Ma lähenen DI-veepõhise süsteemi projekteerimisele järgmiselt:

Materjalid on olulised

DI vesi on agressiivne. See tõmbab metallidelt ioone, et taastada keemiline tasakaal. See tähendab, et te ei saa kasutada ükskõik milliseid torusid või liitmikke. Teil on vaja:

• Roostevaba teras (304 või 316)
• Nikeldatud vask
• Teatavad plastikaklassid (nagu PTFE või PFA)

Vältige tavalist vaske, alumiiniumi ja messingit, kui need ei ole kaetud või ei ole mõeldud DI-vee jaoks.

Vooluhulk ja rõhk

Suure kiirusega voolamine võib metallidelt kaitsekihid eemaldada. Hoidke voolu stabiilsena, minimaalse turbulentsusega. Kasutage teravate nurkade asemel siledaid kurve. Hoidke kiirus alla 2 meetri sekundis külma plaadi kanalites.

Järelevalve

DI-vesi muutub aja jooksul “mustaks”. Paigaldage juhtivuse andurid või testige perioodiliselt vedeliku proove. Takistus alla 1 MΩ-cm tähendab, et vedelik on kogunud ioone ja vajab väljavahetamist või puhastamist. Abiks on filtritega suletud süsteemid.

Lisandid

Teil võib siiski olla vaja minimaalset annust korrosiooniinhibiitorit või biotsiidi - kuid veenduge, et see sobib DI-veega. Ärge lisage ringluse täitmiseks kraanivett - kasutage alati värsket DI-vett usaldusväärsest allikast.

Hooldusgraafik

Disaini kontrollnimekiri

Õige konstruktsiooni korral võivad DI-veesüsteemid töötada aastaid puhtalt, vaikselt ja tõhusalt. Kuid see ei ole lahendus, mida saab lihtsalt seadistada ja unustada. Te peate olema jätkuvalt kaasatud.

Millised alternatiivid on paremad kui DI-vesi?

Puhas vesi kõlab ideaalselt - aga mis siis, kui teie süsteemi jaoks on olemas parem variant?

Jah - paljudes praktilistes süsteemides pakuvad sellised alternatiivid nagu vee ja glükooli segud või tehnilised jahutusvedelikud sarnast soojapidavust, väiksemat hooldust ja paremat korrosioonikaitset.

Võrdleme mõningaid levinud alternatiive DI-veele:

Vesi + glükooli segu

Seda kasutatakse sageli HVAC- ja tööstussüsteemides ning see on vee ja etüleenglükooli või propüleenglükooli segu.

Plussid:

• Külmumiskaitse
• Sisseehitatud korrosiooniinhibiitorid
• Pikem vedeliku kasutusiga

Miinused:

• Veidi vähenenud soojusjuhtivus võrreldes puhta veega
• Toksilisusega seotud probleemid (etüleenglükooliga)
• Võib nõuda täpseid segamissuhteid

Eelsegatud tehnilised vedelikud

Need on jahutussüsteemide jaoks mõeldud spetsiaalsed vedelikud. Need sisaldavad korrosiooniinhibiitoreid, biotsiide ja stabilisaatoreid optimaalses vahekorras.

Plussid:

• Valmis kasutamiseks
• Suurepärane materjali ühilduvus
• Stabiilne pikema aja jooksul

Miinused:

• Kõrgemad esialgsed kulud
• Veidi väiksem soojusmahtuvus kui puhta vee puhul

Dielektrilised vedelikud

Kasutatakse, kui on vaja absoluutset elektriisolatsiooni. Need on sageli sünteetilised õlid või fluoritud ühendid.

Plussid:

• Mittejuhtiv isegi juhul, kui see on saastunud
• Turvaline elektroonika ümber

Miinused:

• Palju madalam soojapidavus kui vesi
• Väga kallis
• Nõuab sageli spetsiaalseid pumpasid ja tihendeid

Siin on kokkuvõte:

Oma projektide puhul kaalun ma DI-vee eeliseid võrreldes täiendava keerukusega seotud kuludega. Kui ülim soojuslik tõhusus on kriitiline - nagu näiteks pooljuhtide tootmisel või lasersüsteemides - võidab DI-vesi. Aga tavalise tööstusliku jahutuse puhul? valin sageli glükoolisegu või eelsegatud vedeliku. See on lihtsam, ohutum ja teeb töö ära.

Kokkuvõte

Deioniseeritud vesi võib olla suurepärane jahutusaine - kui teie süsteem on selle jaoks ehitatud. See tähendab ühilduvaid materjale, aktiivset jälgimist ja mõnikord ka lisaainete kasutamist. Kuid paljudel juhtudel pakuvad alternatiivid, nagu glükoolisegud või eelsegatud jahutusvedelikud, paremat pikaajalist töökindlust, kusjuures nende jõudlus on vaid väike ohver. Parim valik sõltub teie süsteemi prioriteetidest.