Teknik för nedsänkning av vätskekylning för datacenter

Med den snabba utvecklingen av datorintensiva applikationer som artificiell intelligens, Internet of things, kryptovaluta och AR/VR gör den ökande efterfrågan på datoranvändning att datacentret gradvis utvecklas till "hög prestanda, hög densitet och hög energiförbrukning". Datacentrets energiförbrukning är grovt sammansatt av kommunikations- och nätverksutrustning, strömförsörjning och distributionssystem, belysnings- och extrautrustning samt kylsystem, bland annat står kyldelens energiförbrukning för ca 40 procent av den totala energiförbrukningen av datacentret. Att förbättra effektiviteten i kylsystemet i datacentret och minska energiförbrukningen är mycket viktigt för att uppnå målet om "dubbelt kol".

Vanliga vätskekylningsmetoder inkluderar kylplatta, spray och nedsänkning. Bland dem har nedsänkningsvätskekylning den högsta värmeöverföringseffektiviteten och kan undvika lokala hot spots. Det är det mest sannolika tekniska sättet att lösa olika problem som kylsystemet står inför i den högpresterande datormiljön.

Högre energieffektivitet:

Nedsänkt vätskekylning använder kylvätska som värmeöverföringsmedium. Vätskan har högre värmeledningsförmåga och specifik värmekapacitet, så den kan leda värme snabbare och absorbera värme mer effektivt. Samtidigt, eftersom användningen av fläktar och luftkonditioneringsapparater minskar, har datacentret som använder nedsänkningsvätskekylningsteknik lägre pue.

Högre effekttäthet:

Dessutom kan det effektivt förhindra att utrustningen sänks ned i luften och fuktigheten på grund av kylvätskans dåliga temperatur, vilket effektivt kan skydda utrustningen från korrosion av kylvätskan och fläkten i maskinrummet.

Högre utrymmesutnyttjande:

Den utmärkta termiska prestandan för nedsänkningsvätskekylning gör att servrarna kan placeras tätt utan separationsavstånd, och det finns inget behov av att konfigurera fläktar. Det finns inget behov av luftkonditionering och kylenheter i maskinrummet, inget behov av att installera slutna anläggningar för kalla och varma kanaler och inget behov av förhöjda golv. Därför har doppvätskekylning högre utrymmesutnyttjande än traditionella kyllösningar.

Realisering av nedsänkningsvätskekylning:

Värmen som genereras av nedsänkt kylvätska kan delas in i två faser: Enfas flytande nedsänkningskylning och tvåfas flytande nedsänkningskylning.

Enfas vätskesänkningskylning:

I det enfasiga nedsänkningsvätskekylsystemet är alla värmekomponenter i IT-utrustning helt nedsänkta i den cirkulerande icke-ledande kylvätskan, och värmen som avges av utrustningen överförs direkt till kylvätskan. Kylvätskan för enfas nedsänkt vätskekylning har vanligtvis en hög kokpunkt, och kylvätskan kommer inte att ändra fas efter att ha absorberat värme och kommer alltid att förbli i flytande tillstånd

Tvåfas vätskesänkningskylning:

När kylvätskan är nedsänkt i kondensorn kommer en stor mängd värme att absorberas i den kokande vätskan och kommer att absorberas av den flytande kylvätskan. Samtidigt kommer en stor mängd värme att absorberas av den flytande kylvätskan som är nedsänkt i kondensorn till kokpunkten. Det uppvärmda kylvattnet i kondensorn släpps ut genom det cirkulerande kylvätskesystemet.

Problem och utmaningar:

1. Även om tekniken för nedsänkt vätskekylning har utmärkt värmeavledningsprestanda, finns det ingen stor efterfrågan på konventionella datacenter för att uppgradera det traditionella värmeavledningssystemet till nedsänkt vätskekylning förutom för specifika scenarier som krypterad digital valutabrytning.

2. Eftersom tekniken för nedsänkt vätskekylning använder flytande värmeavledning, för att vara kompatibel med kylvätskan, måste hårdvaruutrustningen vanligtvis justeras korrekt för att anpassa sig till den nedsänkta kylningen. Även om vissa OEM-tillverkare har stött utrustning som är lämplig för nedsänkt vätskekylning, har många utrustningstillverkare inte designat eller testat den nedsänkta vätskekylningen.

3. Vid beräkning av utbyggnadskostnaden för det nedsänkta vätskekylsystemet är det nödvändigt att heltäckande överväga alla faktiska utgifter. Det inkluderar inte bara priset på vätskekylutrustningens tank och kylvätska och den efterföljande underhållskostnaden, utan också omvandlings- och underhållskostnaden för en rad andra anläggningar som pumpar, värmeväxlare, filter och sensorer för att uppfylla designpraxis av flytande kylsystem.