zastosowanie zanurzeniowego chłodzenia cieczą w centrum danych
Wraz z szybkim rozwojem aplikacji intensywnie obliczeniowych, takich jak sztuczna inteligencja, Internet rzeczy, kryptowaluty i AR/VR, rosnące zapotrzebowanie na moc obliczeniową sprawia, że centra danych stopniowo rozwijają się w kierunku „wysokiej wydajności, dużej gęstości i wysokiego zużycia energii”. Zużycie energii w centrum danych składa się z grubsza ze sprzętu komunikacyjnego i sieciowego, systemu zasilania i dystrybucji, oświetlenia i sprzętu pomocniczego oraz systemu chłodzenia. Wśród nich zużycie energii przez 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, jakim jest „podwójny węgiel”.
Typowe 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 rozwiązania różnych problemów, z jakimi boryka się system chłodzenia w środowisku obliczeniowym o wysokiej wydajności.
Wyższa efektywność energetyczna:
Chłodzenie cieczą zanurzeniową wykorzystuje chłodziwo jako medium przenoszące ciepło. Ciecz ma wyższą przewodność cieplną i ciepło właściwe, dzięki czemu może szybciej przewodzić ciepło i skuteczniej je pochłaniać. Jednocześnie, ponieważ użycie wentylatorów i klimatyzatorów jest ograniczone, centrum danych wykorzystujące technologię zanurzeniowego chłodzenia cieczą ma niższe pue.
Wyższa gęstość mocy:
Ponadto może skutecznie zapobiegać zanurzeniu sprzętu w powietrzu i wilgoci z powodu złej temperatury płynu chłodzącego, co może skutecznie chronić sprzęt przed korozją płynu chłodzącego i wentylatora w maszynowni.
Większe wykorzystanie przestrzeni:
Doskonała wydajność termiczna zanurzeniowego chłodzenia cieczą umożliwia ciasne ustawienie serwerów bez odległości i nie ma potrzeby konfigurowania wentylatorów. Nie ma potrzeby instalowania urządzeń klimatyzacyjnych i chłodniczych w maszynowni, nie ma potrzeby instalowania zamkniętych urządzeń dla kanałów zimnego i gorącego, nie ma potrzeby stosowania podłóg podniesionych. W związku z tym zanurzeniowe chłodzenie cieczą wymaga większego wykorzystania przestrzeni niż tradycyjne rozwiązania chłodzące.
Realizacja zanurzeniowego chłodzenia cieczą:
Ciepło generowane przez zanurzeniową ciecz chłodzącą można podzielić na dwie fazy: jednofazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy i dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy.
Jednofazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy:
W jednofazowym zanurzeniowym systemie chłodzenia cieczą wszystkie elementy grzewcze sprzętu IT są całkowicie zanurzone w krążącym nieprzewodzącym płynie chłodzącym, a ciepło emitowane przez sprzęt jest bezpośrednio przekazywane do płynu chłodzącego. Chłodziwo jednofazowego zanurzeniowego chłodzenia cieczą ma zwykle wysoką temperaturę wrzenia, a chłodziwo nie zmienia fazy po pochłonięciu ciepła i zawsze pozostaje w stanie ciekłym.
Dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe w cieczy:
Gdy ciecz chłodząca jest zanurzona w skraplaczu, duża ilość ciepła zostanie wchłonięta do wrzącej cieczy i zostanie wchłonięta przez ciecz chłodzącą. Jednocześnie duża ilość ciepła zostanie pochłonięta przez ciecz chłodzącą, która jest zanurzona w skraplaczu do punktu wrzenia. Podgrzana woda chłodząca w skraplaczu jest odprowadzana przez krążący układ cieczy chłodzącej.
Problemy i wyzwania:
1. Chociaż technologia zanurzeniowego chłodzenia cieczą charakteryzuje się doskonałą wydajnością rozpraszania ciepła, nie ma silnego zapotrzebowania na konwencjonalne centra danych, aby uaktualnić tradycyjny schemat odprowadzania ciepła do zanurzonego chłodzenia cieczą, z wyjątkiem określonych scenariuszy, takich jak wydobywanie zaszyfrowanej cyfrowej waluty.
2. Ponieważ technologia zanurzeniowego chłodzenia cieczą wykorzystuje rozpraszanie ciepła cieczy, 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 zanurzonego chłodzenia cieczą, wielu producentów sprzętu nie zaprojektowało ani nie przetestowało zanurzonego chłodzenia cieczą.
3. Obliczając koszt wdrożenia zanurzonego systemu chłodzenia cieczą, należy kompleksowo rozważyć wszystkie rzeczywiste wydatki. Obejmuje to nie tylko cenę zbiornika urządzenia do chłodzenia cieczą i chłodziwa oraz późniejsze koszty konserwacji, ale także koszty transformacji i konserwacji szeregu innych urządzeń, takich jak pompy, wymienniki ciepła, filtry i czujniki, aby spełnić praktykę projektową układ chłodzenia cieczą.
