zanurzeniowe chłodzenie cieczą Zastosowanie
Wraz z szybkim rozwojem aplikacji wymagających dużej mocy obliczeniowej, takich jak sztuczna inteligencja, Internet rzeczy, kryptowaluta i AR/VR, rosnące zapotrzebowanie na przetwarzanie sprawia, że centrum danych stopniowo rozwija się do „wysokiej wydajności, dużej gęstości i dużego zużycia energii”. Zużycie energii przez centrum danych składa się w przybliżeniu ze sprzętu komunikacyjnego i sieciowego, systemu zasilania i dystrybucji, oświetlenia i wyposażenia pomocniczego oraz systemu chłodzenia. Wśród nich zużycie energii na część chłodzącą stanowi około 40 procent całkowitego zużycia energii centrum danych. Poprawa wydajności systemu chłodzenia centrum danych i zmniejszenie zużycia energii są bardzo ważne dla osiągnięcia celu „podwójnego węgla”.
Popularne metody chłodzenia cieczą obejmują zimną płytę, natrysk i zanurzenie. Wśród nich chłodzenie cieczą zanurzeniową ma najwyższą wydajność wymiany ciepła i pozwala uniknąć lokalnych gorących punktów. Jest to najbardziej prawdopodobny środek techniczny do rozwiązywania różnych problemów, z jakimi boryka się system chłodzenia w środowisku obliczeniowym o wysokiej wydajności.
Wyższa efektywność energetyczna:
Chłodzenie zanurzeniowe cieczą wykorzystuje chłodziwo jako medium przenoszące ciepło. Ciecz ma wyższą przewodność cieplną i właściwą pojemność cieplną, dzięki czemu może szybciej przewodzić ciepło i skuteczniej pochłaniać ciepło. Jednocześnie, ponieważ zużycie wentylatorów i klimatyzatorów jest ograniczone, centrum danych wykorzystujące technologię zanurzeniowego chłodzenia cieczą ma mniejszą wartość.
Większa gęstość mocy:
Ponadto może skutecznie zapobiegać zanurzeniu sprzętu w powietrzu i wilgoci z powodu złej temperatury cieczy chłodzącej, co może skutecznie chronić sprzęt przed korozją cieczy chłodzącej i wentylatora w maszynowni.
Wyższe wykorzystanie przestrzeni:
Doskonała wydajność termiczna immersyjnego chłodzenia cieczą umożliwia ciasne rozmieszczenie serwerów bez odstępów separacyjnych i nie ma potrzeby konfigurowania wentylatorów. Nie ma potrzeby instalowania urządzeń klimatyzacyjnych i chłodniczych w maszynowni, instalacji zamkniętych dla kanałów zimnych i gorących oraz podłóg podniesionych. Dlatego zanurzeniowe chłodzenie cieczą zapewnia większe wykorzystanie przestrzeni niż tradycyjne rozwiązania chłodzące.
Realizacja zanurzeniowego chłodzenia cieczą:
Ciepło generowane przez zanurzeniowy płyn chłodzący można podzielić na dwie fazy: jednofazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy i dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy.
W jednofazowym zanurzeniowym układzie chłodzenia cieczą wszystkie elementy grzewcze sprzętu IT są całkowicie zanurzone w krążącym nieprzewodzącym chłodziwie, a ciepło emitowane przez sprzęt jest bezpośrednio przekazywane do chłodziwa. Chłodziwo jednofazowego chłodzenia cieczą zanurzeniową zwykle ma wysoką temperaturę wrzenia, a chłodziwo nie zmieni fazy po pochłonięciu ciepła i zawsze pozostanie w stanie ciekłym.
Gdy ciecz chłodząca jest zanurzona w skraplaczu, duża ilość ciepła zostanie wchłonięta przez wrzącą ciecz i zostanie wchłonięta przez ciecz chłodzącą. Jednocześnie duża ilość ciepła zostanie pochłonięta przez ciecz chłodzącą zanurzoną w skraplaczu do temperatury wrzenia. Podgrzana woda chłodząca w skraplaczu jest odprowadzana przez układ cyrkulującej cieczy chłodzącej.
Problemy i wyzwania:
1. Chociaż technologia chłodzenia cieczą zanurzeniową charakteryzuje się doskonałą wydajnością rozpraszania ciepła, nie ma dużego zapotrzebowania, aby konwencjonalne centra danych uaktualniły tradycyjny schemat rozpraszania ciepła do chłodzenia cieczą zanurzeniową, z wyjątkiem określonych scenariuszy, takich jak wydobywanie zaszyfrowanej waluty cyfrowej.
2. Ponieważ technologia zanurzeniowego chłodzenia cieczą wykorzystuje rozpraszanie ciepła cieczą, aby była kompatybilna z chłodziwem, sprzęt sprzętowy zwykle musi być odpowiednio dostosowany, aby dostosować się do chłodzenia zanurzeniowego. Chociaż niektórzy producenci OEM wspierali sprzęt odpowiedni do chłodzenia cieczą pod wodą, wielu producentów sprzętu nie zaprojektowało ani nie przetestowało chłodzenia cieczą pod wodą.
3. Przy kalkulacji kosztu wdrożenia systemu zanurzeniowego chłodzenia cieczą należy w sposób kompleksowy uwzględnić wszystkie rzeczywiste wydatki. Obejmuje ona nie tylko cenę zbiornika i chłodziwa do urządzeń do chłodzenia cieczą oraz koszty późniejszej konserwacji, ale także koszty transformacji i konserwacji szeregu innych urządzeń, takich jak pompy, wymienniki ciepła, filtry i czujniki, zgodnie z praktyką projektową system chłodzenia cieczą.
