Datacenter immersie vloeistofkoeling technologie

Met de snelle ontwikkeling van computerintensieve toepassingen zoals kunstmatige intelligentie, Internet of things, cryptocurrency en AR/VR, zorgt de toenemende computervraag ervoor dat het datacenter zich geleidelijk ontwikkelt naar "high performance, high density en high energy consumptie". Het energieverbruik van het datacenter bestaat grofweg uit communicatie- en netwerkapparatuur, stroomtoevoer- en distributiesysteem, verlichting en hulpapparatuur en koelsysteem, waaronder het energieverbruik van het koelgedeelte ongeveer 40 procent van het totale energieverbruik van het datacenter. Het verbeteren van de efficiëntie van het koelsysteem van het datacenter en het verminderen van het energieverbruik zijn erg belangrijk om het doel van "dubbele koolstof" te bereiken.

Veelgebruikte methoden voor vloeistofkoeling zijn koude plaat, spray en onderdompeling. Onder hen heeft immersievloeistofkoeling de hoogste warmteoverdrachtsefficiëntie en kan lokale hotspots worden vermeden. Het is het meest waarschijnlijke technische middel om verschillende problemen op te lossen waarmee het koelsysteem in de high-performance computeromgeving wordt geconfronteerd.

Hogere energie-efficiëntie:

Immersievloeistofkoeling gebruikt koelvloeistof als warmteoverdrachtsmedium. De vloeistof heeft een hogere thermische geleidbaarheid en specifieke warmtecapaciteit, zodat deze sneller warmte kan geleiden en warmte effectiever kan absorberen. Tegelijkertijd, omdat het gebruik van ventilatoren en airconditioners wordt verminderd, heeft het datacenter dat gebruikmaakt van immersie-vloeistofkoelingstechnologie een lagere pue.

Hogere vermogensdichtheid:

Bovendien kan het effectief voorkomen dat de apparatuur wordt ondergedompeld in de lucht en vochtigheid vanwege de slechte temperatuur van de koelvloeistof, wat de apparatuur effectief kan beschermen tegen de corrosie van de koelvloeistof en de ventilator in de machinekamer.

Hoger ruimtegebruik:

Dankzij de uitstekende thermische prestaties van immersie-vloeistofkoeling kunnen de servers dicht op elkaar worden geplaatst zonder scheidingsafstand en is het niet nodig om ventilatoren te configureren. Er zijn geen airconditioning- en koelunits in de machinekamer nodig, geen gesloten voorzieningen voor koude en warme kanalen en geen verhoogde vloeren. Daarom heeft immersievloeistofkoeling een hogere benutting van de ruimte dan traditionele koeloplossingen.

Realisatie van immersie vloeistofkoeling:

De warmte die wordt gegenereerd door onderdompelingskoelvloeistof kan in twee fasen worden verdeeld: eenfasige vloeistofonderdompelingskoeling en tweefasige vloeistofonderdompelingskoeling.

Eenfasige vloeistof-immersiekoeling:

In het eenfasige onderdompelingsvloeistofkoelsysteem worden alle verwarmingscomponenten van IT-apparatuur volledig ondergedompeld in het circulerende niet-geleidende koelmiddel en wordt de door de apparatuur uitgestraalde warmte rechtstreeks overgebracht naar het koelmiddel. Het koelmiddel van eenfasige onderdompelingsvloeistofkoeling heeft meestal een hoog kookpunt en het koelmiddel verandert niet van fase na het absorberen van warmte en zal altijd in vloeibare toestand blijven

Tweefasige vloeistof-immersiekoeling:

Wanneer de koelvloeistof in de condensor wordt ondergedompeld, zal een grote hoeveelheid warmte worden geabsorbeerd in de kokende vloeistof en zal worden geabsorbeerd door de vloeibare koelvloeistof. Tegelijkertijd wordt een grote hoeveelheid warmte geabsorbeerd door de vloeibare koelvloeistof die tot het kookpunt in de condensor is ondergedompeld. Het verwarmde koelwater in de condensor wordt afgevoerd via het circulerende koelvloeistofsysteem.

Problemen en uitdagingen:

1. Hoewel de ondergedompelde vloeistofkoelingstechnologie uitstekende warmteafvoerprestaties heeft, is er geen sterke vraag naar conventionele datacenters om het traditionele warmteafvoerschema te upgraden naar ondergedompelde vloeistofkoeling, behalve voor specifieke scenario's zoals versleutelde digitale valutamining.

2. Omdat de ondergedompelde vloeistofkoelingstechnologie gebruikmaakt van vloeistofwarmteafvoer, om compatibel te zijn met het koelmiddel, moet de hardware-uitrusting meestal correct worden aangepast om zich aan te passen aan de ondergedompelde koeling. Hoewel sommige OEM's de apparatuur hebben ondersteund die geschikt is voor de ondergedompelde vloeistofkoeling, hebben veel fabrikanten van apparatuur de ondergedompelde vloeistofkoeling niet ontworpen of getest.

3. Bij het berekenen van de inzetkosten van het ondergedompelde vloeistofkoelsysteem, is het noodzakelijk om alle werkelijke kosten volledig in overweging te nemen. Het omvat niet alleen de prijs van de vloeistofkoelapparatuurtank en koelvloeistof en de daaropvolgende onderhoudskosten, maar ook de transformatie- en onderhoudskosten van een reeks andere faciliteiten zoals pompen, warmtewisselaars, filters en sensoren om te voldoen aan de ontwerppraktijk van de vloeistof koelsysteem.