kvapalinové chladenie pre dátové centrum
S rozvojom 5G internetu sa zrýchľuje dopyt po vysokom výkone - a výpočtovej technike s vysokou hustotou - a problém spotreby energie dátových centier sa stáva čoraz dôležitejším.
Ako všetci vieme, ak je odvod tepla slabý, vysoká teplota nielen zníži pracovnú stabilitu čipu, ale tiež spôsobí nadmerné tepelné straty v dôsledku teplotného rozdielu medzi vnútorným a vonkajším prostredím modulu.
Tepelné namáhanie ovplyvňuje elektrický výkon, pracovnú frekvenciu, mechanickú pevnosť a spoľahlivosť čipu. Poruchovosť elektronických komponentov sa exponenciálne zvyšuje so zvyšujúcou sa pracovnou teplotou. Každým zvýšením teploty jedného polovodičového prvku o 10 stupňov sa spoľahlivosť systému zníži o 50%.
V reakcii na"power wall" veľkých dát a ultra - výpočtovej hustoty, používanie kvapalného chladiva namiesto vzduchu na chladenie počítačového vybavenia je technologickou revolúciou v budúcom dátovom centre.
Výhoda kvapalinového chladenia:
1. Teplo odobraté rovnakým objemom kvapaliny je takmer 3000-krát väčšie ako teplo rovnakého objemu vzduchu.
2. Tepelná vodivosť kvapaliny je 25-krát väčšia ako vodivosť vzduchu.
3.Pri rovnakom tepelnom výkone je hladina hluku kvapalinového chladenia o 20 - 35 dB nižšia ako pri vzduchovom chladení.
4. Spotreba energie kvapalinového chladiaceho systému je asi 30% - 50% menej ako v prípade vzduchového chladiaceho systému.
Chladenie kvapalinou neznamená len vodu. Vzťahuje sa na odoberanie kvapaliny s vysokou špecifickou tepelnou kapacitou ako prenosové médium na odoberanie tepla generovaného zariadením alebo serverom a jeho ochladzovanie. V súčasnosti existujú tri režimy nasadenia technológie chladenia kvapalinou, a to ponorenie, studená platňa a striekanie.
Tekutá studená platňa:
Kvapalina chladiaca doska je upevnená na hlavnom vykurovacom zariadení servera a teplo je odoberané kvapalinou prúdiacou cez chladiacu dosku, aby sa dosiahol účel odvádzania tepla. Kvapalné chladenie s chladiacou doskou rieši odvod tepla zariadení s vysokou tvorbou tepla v serveri a ostatné komponenty chladiča sa musia spoliehať na chladenie vzduchom. Preto sa server s chladiacou doskou kvapalinovým chladením nazýva aj plynový - kvapalinový dvojkanálový server. Kvapalina studenej dosky sa nedotýka chladených zariadení a doska na vedenie tepla sa používa v strede na prenos tepla, čo má vysokú bezpečnosť.
Chladenie rozprašovaním:
Kvapalina je uložená a otvorená na vrchu šasi. Podľa umiestnenia a výhrevnosti vykurovacieho telesa môže chladiaca kvapalina rozstrekovať vykurovacie teleso, aby sa dosiahol účel chladenia zariadenia. Striekaná kvapalina je v priamom kontakte s chladeným zariadením, ktoré má vysokú účinnosť chladenia;
Keď sa však kvapalina v procese striekania stretne s predmetmi s vysokou teplotou -, bude sa unášať a vyparovať a kvapôčky hmly a plyn budú vytekať na vonkajšiu stranu podvozku pozdĺž otvorov a medzier na podvozku, čo bude mať za následok zníženie čistota prostredia v počítačovej učebni alebo vplyv na iné zariadenia.
Iponorné chladenie:
Vložte server priamo do izolovanej chladiacej kvapaliny, ktorá je v priamom kontakte so zdrojom tepla pre odvod tepla. Účinnosť prenosu tepla je vyššia, ale riadenie je pomerne zložité. Tlak sa zmení počas procesu zmeny fázy, ktorý má vysoké požiadavky na nádobu, a chladiaca kvapalina sa počas používania ľahko znečistí.
Dátové centrum s kvapalinovým chladiacim systémom dokáže vrátiť investíciu do chladiaceho systému do dvoch až troch rokov po jeho dokončení a ušetrenú elektrinu v neskoršej fáze možno považovať za jeho príjem. A čím väčšie dátové centrum, tým lepšie. V porovnaní s chladením vzduchom má systém chladenia kvapalinou vyššiu hustotu, väčšiu úsporu energie a lepší protihlukový efekt.
