Efficiënte vloeistofkoelingtechnologie voor datacenters
Met de versnelde ontwikkeling van industrieën zoals kunstmatige intelligentie, cloud computing en big data zijn de vraag, de schaal en de bouwinspanningen van datacenters aanzienlijk toegenomen. Het energieverbruikprobleem in datacenters wordt echter steeds ernstiger. Vanwege het feit dat een aanzienlijk deel van het energieverbruik in traditionele datacenters afkomstig is van koelsystemen, is het noodzakelijk om opkomende technologieën voor vloeistofkoeling te gebruiken om groene datacenters te bouwen.
De TDP (thermal design power) van de chip neemt geleidelijk toe, en sommige chips bereiken zelfs 360W. Dit vormt een serieuze uitdaging voor de warmteafvoer van serverchips in traditionele datacenters die gewoonlijk gebruik maken van luchtgekoelde koeltechnologie. Over het algemeen heeft een warmtefluxdichtheid van ongeveer 5-10 W/cm² de limiet van luchtgekoelde koeltechnologie bereikt, en hogere warmtefluxdichtheden kunnen er gemakkelijk toe leiden dat een grote hoeveelheid warmte niet uit de lucht kan worden afgevoerd. chips op tijd. De belangrijkste maatregel die datacenters kunnen nemen om dit probleem op te lossen is vloeistofkoelingstechnologie. Over het algemeen zijn de thermische prestaties van vloeistoffen veel beter dan die van lucht, met een thermische geleidbaarheid van ongeveer 15-25 maal die van lucht en een specifieke warmtecapaciteit zelfs 1000-3500 maal die van lucht. Vloeistofgekoelde warmteafvoertechnologie heeft superieure prestaties op het gebied van warmteoverdracht aangetoond in vergelijking met luchtgekoelde warmteafvoertechnologie.
Vergeleken met sproei- en immersievloeistofkoelingstechnologieën hoeft bij de koudeplaatvloeistofkoelingstechnologie geen rekening te worden gehouden met de kwestie van de geleidbaarheid van het koelmiddel. Er zijn veel soorten koelmiddelen verkrijgbaar, zoals gedeïoniseerd water, nanovloeistoffen, enz., en hun thermische eigenschappen zijn over het algemeen beter dan isolerende koelmiddelen. Bovendien kan het optimaliseren van de stromingskanaalstructuur van de koude plaat het convectieve warmteoverdrachtsgebied vergroten of de convectieve warmteoverdrachtsintensiteit vergroten, waardoor de warmteoverdracht effectief wordt versterkt. Momenteel wordt de koudeplaatkoelingtechnologie in datacenters voornamelijk gebruikt voor chipvloeistofkoeling, en de belangrijkste onderzoeksrichting is kanaaltopologie-optimalisatie.
In het datacenter wordt sproeikoeling toegepast en de elektronische apparaten in de server worden vaak contactgekoeld door middel van sproeiplaten. Jet-koeltechnologie en sproei-koeltechnologie zijn twee technologieën die een hogere warmtestroom en warmteafvoer kunnen bereiken.
Het basisprincipe van dompelkoeling is het volledig onderdompelen van elektronische apparaten in koelvloeistof en het bereiken van warmteafvoer door circulatie. Dompelkoeltechnologie behoort tot de passieve, volledig vloeibare koeltechnologie. Momenteel zijn de belangrijkste onderzoeksrichtingen van de technologie voor immersiekoeling: optimalisatie van de structuur voor immersiewarmteoverdracht (opstelling en oppervlaktestructuur voor warmtedissipatie), hoogefficiënt koelmiddel bij immersie en kokende warmteoverdracht bij onderdompeling.
Momenteel richt de onderzoeksrichting van vloeistofkoelingstechnologie zich vooral op het optimaliseren van warmteoverdrachtsstructuren, efficiënte koelvloeistoffen en tweefasige kokende warmteoverdracht. Het optimaliseren van warmteoverdrachtsstructuren, zoals array-opstelling en micro/nano-oppervlaktestructuren, om uitstekende warmteoverdrachtsprestaties te bereiken door de stromingseigenschappen van de werkvloeistof te veranderen, en hoe het gemak van verwerkingstechnologie te verbeteren, is een van de belangrijkste kwesties geworden voor de effectieve promotie ervan. De vloeistofkoelingstechnologie in datacenters staat nog in de kinderschoenen en er zijn nog steeds veel belangrijke problemen die dringend moeten worden aangepakt. Vergeleken met datacenters die zijn gebouwd op luchtkoelingstechnologie, hebben datacenters die zijn gebouwd op vloeistofkoelingstechnologie aanzienlijke veranderingen ondergaan in hun interne lay-out, architectuur, apparatuur en andere vereisten, die onvermijdelijk de relevante industriële keten van datacenters zullen reconstrueren.
