Munurinn á beinni vökvakælingu og óbeinni vökvakælingu
Fyrsta skrefið í hitauppstreymi hönnunar- og þróunarferlisins er að staðfesta hvaða kæliaðferð varan þarf að nota, til að taka frá samsvarandi hönnunarrými á fyrstu stigum vörunnar. Eins og er er kæliaðferðum fyrir rafeindavörur aðallega skipt í fjóra flokka: náttúruleg hitaleiðni, þvinguð loftkæling og fljótandi kæling. Með skilvirkri kæligetu og lægra orkunotkunarhlutfalli eru fljótandi kælikerfi í auknum mæli notuð í hitauppstreymi, sem er frekar skipt í beina kælingu og óbeina kælingu.
Bein kæling: Íhlutunum er beint á kaf í vökva til varmaleiðni. Einnig þekkt sem dýfingarvökvakæling eða dýfingarvökvakæling. Sem stendur er þessi tækni að aukast og sumar gagnaver hafa þegar notað þessa kæliaðferð. Bein vökvakæling hefur mjög mikla hitaflutningsskilvirkni og orkunotkun til hitastýringar minnkar verulega miðað við loftkælingu. Þess vegna er hægt að lækka verulega PUE gildi (Power Usage Efficiency, PUE=Total Equipment Energy Consumption/IT Equipment Energy Consumption) gagnavera sem nota vökvakælingu á kafi og það eru skýrslur um að jafnvel lægri gildi en 1,05 geti verið náð.
Frá snertiforminu milli fljótandi vinnuvökva og íhluta er hægt að skipta beinni vökvakælingu í tvær tegundir: 1) Vökvakæling í dýfingu eða dýfingu vísar til að bleyta rafeindavörur í fljótandi rafeinangrun, efnafræðilega stöðugum, eitruðum og ekki ætandi kælimiðlum. ; 2) Vökvakæling með úðagerð vísar til kælingar sem næst með því að úða einangrunarvökva á hitunarhlutana. Raunveruleg hliðstæða er sú að vökvakæling í dýfingu er svipuð baði, en úðavökvakæling er eins og sturta.
Í beinni vökvakælingu, þegar suðumark kælivökvans sem notað er er nægilega lágt, mun fljótandi vinnuvökvinn gufa upp á yfirborði hitaeiningarinnar eða hitaleiðniþenslufletinum fyrir ofan frumefnið, sem leiðir til afar hás varmaflutningsstuðull og getu til að flytja burt mikið magn af hita með mjög litlum hitamun. Það er sem stendur mest fáanleg varmaflutningsaðferð með hæsta hitaflutningsskilvirkni. Bólurnar inni í dýfðu vökvakæliskjánum á myndinni hér að ofan eru uppgufaði kælivökvinn. Þéttleiki loftkennds kælimiðils er lítill og loftbólur safnast saman efst. Þeir þéttast aftur í vökvann í gegnum varmaskipti og fara síðan aftur í holrúmið til að ljúka kælihringnum. Lykiltækni beinnar vökvakælingar er þétting kælirýmis og stjórnun á gas-vökva leka í kerfinu. Í beinu fljótandi kælikerfi með fasabreytingum, ef hitastiginu er ekki stjórnað á réttan hátt, getur það valdið hröðum breytingum á þrýstingi búnaðarhólfsins og kælivökvanum til að gufa upp og sleppa. Í alvarlegum tilfellum gæti tækið jafnvel sprungið.
Óbein vökvakæling: Hitinn frá hitagjafanum er fyrst fluttur yfir á fasta kalda plötuna, sem er fyllt með fljótandi hringrásarvökva. Vökvi vinnuvökvinn flytur varma sem rafeindavörur gefa frá sér yfir í varmaskipti, þar sem varminn er dreift út í umhverfið. Í óbeinni vökvakælingu komast rafeindahlutir ekki beint í snertingu við fljótandi hitaflutningsmiðilinn. Sem stendur munu rafeindavörur með mikilli samþættingu og mikilli aflþéttleika nota óbeina vökvakælingu til hitaleiðni. Þegar aflþéttleiki vörunnar eykst enn frekar eða kröfur um hitastýringu verða strangari, er þörf á meiri hitaflutningsnýtni hitaleiðni hönnunaraðferðum. Bílavélar voru ein af elstu vörunum til að nota óbeina fljótandi kælingu. Á sviði rafeindavara hefur óbein vökvakæling einnig verið mikið notuð í netþjónum, rafhlöðupökkum, inverterum og öðrum búnaði.
Í óbeinni vökvakælingu komast rafeindahlutir ekki beint í snertingu við fljótandi hitaflutningsmiðilinn. Með öðrum orðum, fljótandi kælimiðillinn hér er bara varmaflutningsmiðill, sem hefur það hlutverk að flytja varmann sem íhlutirnir gefa frá sér í rými sem er þægilegt fyrir varmaskipti við umheiminn. Samkvæmt fyrsta lögmáli varmafræðinnar eykst varmi hvorki né minnkar. Eftir að varmi er fluttur með vökvanum á stað langt í burtu frá varmagjafanum þarf hann samt að flæða í gegnum varmaskiptinn til að flytja varma til umheimsins. Þetta myndar lokaða lykkju: hitinn frá íhlutunum er fluttur yfir í fljótandi kælimiðilinn og hitastig fljótandi kælimiðilsins eykst. Þegar háhita fljótandi kælimiðillinn rennur í gegnum varmaskiptinn skiptir hann hita við umheiminn og hitastigið lækkar og rennur síðan aftur til hliðar íhluta til að gleypa hita. Allt óbeina fljótandi kælikerfið inniheldur ekki aðeins hitaflutningshlutann heldur einnig samsvarandi varmaskiptakerfi.
Það skal tekið fram að ef það er reiknað út frá heildarrýminu sem allt sett af varmahönnunaríhlutum tekur, er munurinn á hitaleiðnigetu milli óbeinnar vökvakælingar og þvingaðrar loftkælingar ekki marktækur. Þetta er líka ein af lykilástæðunum fyrir því að margar vörur sem ekki er þægilegt að setja á jaðartæki eða hafa staðlað rými nota ekki óbeina vökvakælingu.
