De enorme datadoorvoer en berekeningen vormen ongekende energie- en koeluitdagingen voor datacenters, die opkomende technologieën zijn zoals kunstmatige intelligentie en big data. Enerzijds is het reken- en opslagstroomverbruik van IT-apparaten zoals servers extreem hoog, en anderzijds neemt het stroomverbruik dat wordt gebruikt om IT-apparatuur in datacenters te koelen ook snel toe.
Volgens statistieken van CCID Consulting werd in 2019 ongeveer 43% van het energieverbruik van datacenters in China gebruikt voor koeling van IT-apparatuur, wat in principe gelijk is aan het energieverbruik van 45% van de IT-apparatuur zelf. Het is absoluut noodzakelijk om het stroomverbruik van warmteafvoer te verminderen om de bedrijfskosten van datacenters te beheersen, het energieverbruik te verminderen en zo milieuvriendelijke datacenters te bouwen.
Met de toename van de vermogensdichtheid van individuele kasten kan traditionele luchtkoeling niet langer voldoen aan de warmteafvoerbehoeften, en is er vloeistofkoeltechnologie ontstaan
Wat is warmteafvoer bij vloeistofkoeling?
Vloeistofkoeling is de technologie waarbij vloeistof in plaats van lucht als koelmiddel wordt gebruikt om warmte uit te wisselen voor het verwarmen van elektronische componenten en om warmte af te voeren.
Hoe wordt warmteafvoer bij vloeistofkoeling geclassificeerd?
Over het algemeen verdeelt de industrie vloeistofkoeling in directe koeling en indirecte koeling. Momenteel wordt directe koeling voornamelijk bereikt door middel van immersie vloeistofkoelingstechnologie, die kan worden onderverdeeld in twee typen: faseverandering en niet-faseverandering. Indirecte koeling wordt voornamelijk bereikt door middel van koude plaat vloeistofkoelingstechnologie.
Onderdompelingsvloeistofkoeling
Dompel het verwarmingselement direct onder in het koelmiddel en vertrouw op de circulatie van de vloeistof om de warmte af te voeren die wordt gegenereerd door de werking van apparatuur zoals servers. Immersievloeistofkoeling is een typische vloeistofkoeling met direct contact. Door het directe contact tussen het verwarmingselement en het koelmiddel is de warmteafvoerefficiëntie hoger en is het geluid lager.
Het gehele immersievloeistofkoelsysteem kan worden onderverdeeld in twee delen: binnencirculatie en buitencirculatie.
Tijdens het binnencirculatieproces wisselt het koelmiddel warmte uit met het verwarmingsapparaat in een gesloten kamer, absorbeert warmte van het verwarmingsapparaat, warmt op en kookt om koelmiddelgas te vormen. Het koelmiddelgas wisselt warmte uit met water met een lage temperatuur buiten de kamer in de vloeistofgekoelde warmtewisselingsmodule (CDM), ondergaat twee processen van condensatie en koeling om een koelmiddel met een lage temperatuur te worden, dat vervolgens weer in een gesloten kamer wordt ingevoerd om een cyclus te vormen. De warmteoverdracht in de binnencirculatie van een faseverandering ondergedompelde vloeistofkoelkamer wordt voornamelijk bereikt door de faseverandering van het koelmiddel.
In de buitencirculatie absorbeert water met een lage temperatuur een grote hoeveelheid warmte die wordt meegevoerd door het gasvormige koelmiddel in de vloeistofkoelwarmtewisselaarmodule en wordt water met een hoge temperatuur, dat door de circulerende waterpomp in de buitenkoeltoren wordt ingevoerd. In de koeltoren wisselt water met een hoge temperatuur warmte uit met de atmosfeer, geeft warmte af en wordt water met een lage temperatuur, dat vervolgens door de buitenwaterinlaatpomp naar de CDM wordt getransporteerd voor warmte-uitwisseling met gasvormig koelmiddel, waarmee de buitencirculatie wordt voltooid. Warmteoverdracht in de extraventriculaire circulatie wordt voornamelijk bereikt door de stijging en daling van de watertemperatuur.
Bij immersievloeistofkoeling kan onderscheid worden gemaakt tussen tweefasenvloeistofkoeling en eenfasevloeistofkoeling. Warmteafvoermethoden kunnen gebruikmaken van droge koelers en koeltorens.
Twee-fase vloeistofkoeling
Het koelmiddel ondergaat faseovergang tijdens circulerende warmteafvoer. De warmteoverdrachtsefficiëntie van tweefasenvloeistofkoeling is hoger, maar de regeling is relatief complex. Tijdens het faseveranderingsproces verandert de druk, wat hoge eisen aan de container stelt, en het koelmiddel is gevoelig voor verontreiniging tijdens gebruik.
Enkelfasige vloeistofkoeling
Het koelmiddel behoudt altijd een vloeibare toestand tijdens het circulatiewarmteafvoerproces en ondergaat geen faseverandering. Daarom is het vereist dat het kookpunt van het koelmiddel hoog is. Dit maakt het relatief eenvoudig om de verdamping en het verlies van het koelmiddel te regelen en is goed compatibel met IT-apparatuurcomponenten. Vergeleken met tweefasenvloeistofkoeling is de efficiëntie echter lager. Volgens praktische toepassingsscenario's kunnen droge koelers of koeltorens worden gebruikt voor warmteafvoer.
Vloeistofkoeling met koude plaat
Bevestig de vloeistofgekoelde koelplaat op het hoofdverwarmingsapparaat van de server en gebruik de vloeistof die door de koelplaat stroomt om de warmte af te voeren om het doel van warmteafvoer te bereiken. Vloeistofgekoelde koelplaten lossen de warmteafvoer op van componenten met een hoge warmteontwikkeling in servers, terwijl andere koellichaamcomponenten ook afhankelijk zijn van luchtkoeling. Servers die koude plaatvloeistofkoeling gebruiken, worden ook wel gas-vloeistof dual channel servers genoemd. De vloeistof in de koude plaat komt niet in contact met het gekoelde apparaat en er wordt een warmteoverdrachtsplaat in het midden gebruikt voor een hoge veiligheid.
Spuitvloeistofkoeling
Bovenop het chassis wordt vloeistof opgeslagen en worden gaten geopend. Afhankelijk van de positie en warmteontwikkeling van het verwarmingselement wordt de koelvloeistof op het verwarmingselement gespoten om het doel van apparatuurkoeling te bereiken. De gespoten vloeistof komt in direct contact met het gekoelde apparaat, wat resulteert in een hoge koelefficiëntie;
Echter, tijdens het spuitproces zal de vloeistof driften en verdampen wanneer het in aanraking komt met objecten met een hoge temperatuur. Mistdruppels en gassen zullen worden uitgestoten langs de openingen in de chassisgaten naar de buitenkant van het chassis, wat leidt tot een afname van de reinheid van de computerruimteomgeving of andere apparatuur beïnvloedt.
Wat zijn de meest voorkomende koelmiddelen?
Water
Vloeistofkoeling is het meest direct en kosteneffectief. Water is geen isolator en kan alleen worden gebruikt voor indirect contact vloeistofkoeling. Zodra er een lek ontstaat, zal de schade aan IT-apparatuur zoals servers extreem fataal zijn.
Minerale oliën
Minerale olie is ook een kosteneffectieve koelvloeistof. Enkelfasige minerale olie is niet giftig, geurloos en niet snel vluchtig. Hoge viscositeit, gemakkelijk om residu te vormen op het oppervlak van de apparatuur. Hoewel het ontstekingspunt hoog is, is er nog steeds een mogelijkheid van verbranding onder bepaalde specifieke omstandigheden.
Elektronische fluoreringsoplossing
De grootste eigenschap is isolatie en niet-brandbaar. Vloeistofkoelingstechnologie is de veiligste optie in datacenters. Momenteel is het de meest gebruikte. Maar de prijs is hoog.
Thermische geleidbaarheid vloeistof
Thermisch geleidende vloeistof is een niet-giftige, isolerende, hoogkokende en niet-corrosieve speciale vloeistof die elektronische componenten isoleert van lucht door ze in de vloeistof te weken. Het voorkomt niet alleen oxidatiereacties, maar bereikt ook een schone en stofvrije prestatie, waardoor de levensduur van elektronische componenten aanzienlijk wordt verlengd.
Vergeleken met traditionele luchtkoeling zijn de voordelen van vloeistofkoeling:
Hogere warmteafvoerefficiëntie:Vloeistofkoelingstechnologie kan de temperatuur van apparatuur effectiever verlagen, de prestaties verbeteren en de levensduur verlengen. Vloeistof heeft een betere thermische geleidbaarheid dan lucht, dus vloeistofkoeling kan de warmte die door de apparatuur wordt gegenereerd snel verwijderen.
Minder ruis:Vergeleken met het geluid dat ventilatoren genereren, produceert vloeistofkoeling minder geluid, wat zorgt voor een stillere werkomgeving.
Flexibeler ontwerp:Vloeistofkoeltechnologie kan flexibeler worden ontworpen, waardoor radiatoren en vloeistofleidingen op verschillende posities kunnen worden geïnstalleerd en zo beter kunnen worden aangepast aan de ontwerpvereisten van de apparatuur.
Milieuvriendelijker:Vloeistofkoeling kan energie besparen en de impact op het milieu verminderen. Vergeleken met de warmte die door ventilatoren wordt gegenereerd, kunnen vloeistoffen gemakkelijker worden gerecycled.
Het nadeel van vloeistofkoeltechnologie is de hoge prijs, die hogere onderhoudskosten en complexere ontwerpen vereist. Naarmate de prestaties van elektronische apparaten echter blijven verbeteren, worden problemen met warmteafvoer steeds prominenter en zal vloeistofkoeltechnologie in de toekomst een van de belangrijkste manieren worden om elektronische apparaten te koelen.
Toepassing van vloeistofkoeltechnologie:
Vloeistofkoeltechnologie kan worden toegepast op verschillende elektronische apparaten die warmteafvoer nodig hebben, zoals:
High performance computing: High performance computers vereisen de verwerking van grote hoeveelheden data en complexe computing-taken, wat een aanzienlijke hoeveelheid warmte genereert. Vloeistofkoelingstechnologie kan de temperatuur van computers effectiever verlagen, hun prestaties en stabiliteit verbeteren.
Datacenter: Datacenters moeten een grote hoeveelheid data en netwerkverkeer verwerken en een aanzienlijke hoeveelheid warmte genereren. Vloeistofkoelingstechnologie kan de temperatuur van servers effectiever verlagen en hun prestaties en stabiliteit verbeteren.
Kunstmatige intelligentie: Kunstmatige intelligentie vereist het verwerken van grote hoeveelheden data en complexe computertaken, en genereert een aanzienlijke hoeveelheid warmte. Vloeistofkoelingstechnologie kan de temperatuur van kunstmatige intelligentie-apparaten effectiever verlagen, hun prestaties en stabiliteit verbeteren.
Gamecomputer: Gamecomputers moeten een groot aantal grafische en computertaken aankunnen en genereren veel warmte. Vloeistofkoelingstechnologie kan de temperatuur van gamecomputers effectiever verlagen en hun prestaties en stabiliteit verbeteren.
Populaire tags: basiskennis van vloeistofkoeltechnologie, China, leveranciers, fabrikanten, fabriek, op maat gemaakt, gratis monster, gemaakt in China
