aplikácia ponorného chladenia kvapalinou v dátovom centre

S rýchlym rozvojom aplikácií náročných na výpočtovú techniku, ako je umelá inteligencia, internet vecí, kryptomena a AR/VR, zvyšujúci sa dopyt po výpočtovej technike spôsobuje, že dátové centrum sa postupne rozvíja na „vysoký výkon, vysokú hustotu a vysokú spotrebu energie“. Spotreba energie dátového centra sa zhruba skladá z komunikačných a sieťových zariadení, napájacieho a distribučného systému, osvetlenia a pomocných zariadení a chladiaceho systému. Spomedzi nich spotreba energie chladiacej časti predstavuje asi 40 percent celkovej spotreby energie. dátového centra. Zlepšenie účinnosti chladiaceho systému dátového centra a zníženie spotreby energie sú veľmi dôležité pre dosiahnutie cieľa „double carbon“.

Bežné metódy chladenia kvapalinou zahŕňajú studenú platňu, sprej a ponorenie. Spomedzi nich má ponorné kvapalinové chladenie najvyššiu účinnosť prenosu tepla a môže zabrániť lokálnym horúcim miestam. Je to najpravdepodobnejší technický prostriedok na riešenie rôznych problémov, ktorým čelí chladiaci systém vo vysokovýkonnom výpočtovom prostredí.

Vyššia energetická účinnosť:

Ponorné kvapalinové chladenie využíva chladiacu kvapalinu ako médium na prenos tepla. Kvapalina má vyššiu tepelnú vodivosť a mernú tepelnú kapacitu, takže môže rýchlejšie viesť teplo a efektívnejšie absorbovať teplo. Zároveň, keďže sa znižuje používanie ventilátorov a klimatizácií, dátové centrum využívajúce technológiu ponorného chladenia kvapalinou má nižšiu hodnotu.

Vyššia hustota výkonu:

Okrem toho môže účinne zabrániť ponoreniu zariadenia do vzduchu a vlhkosti v dôsledku zlej teploty chladiacej kvapaliny, čo môže účinne chrániť zariadenie pred koróziou chladiacej kvapaliny a ventilátora v strojovni.

Vyššie využitie priestoru:

Vynikajúci tepelný výkon ponorného kvapalinového chladenia umožňuje, aby boli servery tesne usporiadané bez separačnej vzdialenosti a nie je potrebné konfigurovať ventilátory. V strojovni nie sú potrebné klimatizačné a chladiace jednotky, nie je potrebné inštalovať uzavreté zariadenia pre studené a horúce kanály a nie sú potrebné zvýšené podlahy. Ponorné kvapalinové chladenie má preto vyššie využitie priestoru ako tradičné chladiace riešenia.

Realizácia ponorného kvapalinového chladenia:

Teplo generované ponornou chladiacou kvapalinou možno rozdeliť do dvoch fáz: Jednofázové chladenie ponorením do kvapaliny a dvojfázové chladenie ponorom do kvapaliny:

Jednofázové chladenie ponorením do kvapaliny:

V jednofázovom ponornom kvapalinovom chladiacom systéme sú všetky vykurovacie komponenty IT zariadení úplne ponorené do cirkulujúceho nevodivého chladiva a teplo emitované zariadením je priamo prenášané do chladiacej kvapaliny. Chladivo jednofázového ponorného kvapalinového chladenia má zvyčajne vysoký bod varu a chladivo po absorpcii tepla nezmení fázu a vždy zostane v kvapalnom stave.

Dvojfázové kvapalinové ponorné chladenie:

Keď je chladiaca kvapalina ponorená do kondenzátora, veľké množstvo tepla bude absorbované do vriacej kvapaliny a bude absorbované kvapalinou chladiacou kvapalinou. Súčasne veľké množstvo tepla absorbuje kvapalina chladiaca kvapalina, ktorá je ponorená v kondenzátore až do bodu varu. Ohriata chladiaca voda v kondenzátore je odvádzaná cez systém cirkulujúcej chladiacej kvapaliny.

Problémy a výzvy:

1. Hoci technológia chladenia ponorenou kvapalinou má vynikajúci výkon pri odvode tepla, nie je veľký dopyt po konvenčných dátových centrách na modernizáciu tradičnej schémy odvodu tepla na chladenie ponorenou kvapalinou, s výnimkou špecifických scenárov, ako je napríklad ťažba šifrovanej digitálnej meny.

2. Pretože technológia chladenia ponorenou kvapalinou využíva odvádzanie tepla v kvapaline, aby bola kompatibilná s chladiacou kvapalinou, hardvérové ​​vybavenie je zvyčajne potrebné správne nastaviť, aby sa prispôsobilo ponornému chladeniu. Aj keď niektorí výrobcovia OEM podporujú zariadenia vhodné na ponorné kvapalinové chladenie, mnohí výrobcovia zariadení ponorné kvapalinové chladenie nenavrhli ani netestovali.

3. Pri kalkulácii nákladov na nasadenie ponorného kvapalinového chladiaceho systému je potrebné komplexne zvážiť všetky skutočné náklady. Zahŕňa nielen cenu nádrže chladiaceho zariadenia na kvapalinu a chladiacej kvapaliny a následné náklady na údržbu, ale aj náklady na transformáciu a údržbu série ďalších zariadení, ako sú čerpadlá, výmenníky tepla, filtre a snímače, aby sa splnila konštrukčná prax kvapalinový chladiaci systém.