ứng dụng làm mát bằng chất lỏng ngâm trong trung tâm dữ liệu

Với sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng chuyên sâu về điện toán như trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật, tiền điện tử và AR/VR, nhu cầu điện toán ngày càng tăng khiến trung tâm dữ liệu dần phát triển thành “hiệu suất cao, mật độ cao và mức tiêu thụ năng lượng cao”. Mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu chủ yếu bao gồm thiết bị mạng và truyền thông, hệ thống cung cấp và phân phối điện, thiết bị chiếu sáng, phụ trợ và hệ thống làm mát. Trong số đó, mức tiêu thụ năng lượng của bộ phận làm mát chiếm khoảng 40% tổng mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu. Nâng cao hiệu suất hệ thống làm mát của trung tâm dữ liệu và giảm tiêu thụ năng lượng là rất quan trọng để đạt được mục tiêu “carbon kép”.

Các phương pháp làm mát bằng chất lỏng phổ biến bao gồm tấm lạnh, phun và ngâm. Trong số đó, làm mát bằng chất lỏng ngâm có hiệu suất truyền nhiệt cao nhất và có thể tránh được các điểm nóng cục bộ. Đây là phương tiện kỹ thuật có khả năng nhất để giải quyết các vấn đề khác nhau mà hệ thống làm mát gặp phải trong môi trường điện toán hiệu năng cao.

Hiệu suất năng lượng cao hơn:

Làm mát bằng chất lỏng ngâm sử dụng chất làm mát làm môi trường truyền nhiệt. Chất lỏng có độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng cao hơn nên có thể dẫn nhiệt nhanh hơn và hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn. Đồng thời, do việc sử dụng quạt và điều hòa giảm nên trung tâm dữ liệu sử dụng công nghệ làm mát bằng chất lỏng ngâm có pue thấp hơn.

Mật độ năng lượng cao hơn:

Ngoài ra, nó có thể ngăn chặn hiệu quả thiết bị bị ngâm trong không khí và độ ẩm do nhiệt độ của chất lỏng làm mát kém, có thể bảo vệ thiết bị một cách hiệu quả khỏi sự ăn mòn của chất lỏng làm mát và quạt trong phòng máy.

Sử dụng không gian cao hơn:

Hiệu suất nhiệt tuyệt vời của làm mát bằng chất lỏng ngâm cho phép các máy chủ được bố trí gần nhau mà không có khoảng cách tách biệt và không cần phải cấu hình quạt. Phòng máy không cần điều hòa, làm lạnh, không cần lắp đặt thiết bị khép kín kênh nóng lạnh, không cần sàn nâng. Do đó, làm mát bằng chất lỏng ngâm có mức sử dụng không gian cao hơn các giải pháp làm mát truyền thống.

Thực hiện làm mát bằng chất lỏng ngâm:

Nhiệt sinh ra bởi chất lỏng làm mát ngâm có thể được chia thành hai giai đoạn: Làm mát ngâm chất lỏng một pha và làm mát ngâm chất lỏng hai pha:

Làm mát ngâm chất lỏng một pha:

Trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng ngâm một pha, tất cả các bộ phận làm nóng của thiết bị CNTT đều được ngâm hoàn toàn trong chất làm mát không dẫn điện tuần hoàn và nhiệt tỏa ra từ thiết bị được truyền trực tiếp đến chất làm mát. Chất làm mát của chất làm mát bằng chất lỏng ngâm một pha thường có nhiệt độ sôi cao và chất làm mát sẽ không thay đổi pha sau khi hấp thụ nhiệt và sẽ luôn ở trạng thái lỏng.

Làm mát ngâm chất lỏng hai pha:

Khi chất lỏng làm mát được ngâm trong thiết bị ngưng tụ, một lượng nhiệt lớn sẽ được hấp thụ vào chất lỏng đang sôi và sẽ được chất lỏng làm mát bằng chất lỏng hấp thụ. Đồng thời, một lượng nhiệt lớn sẽ được chất lỏng làm mát được ngâm trong bình ngưng đến nhiệt độ sôi hấp thụ, Nước làm mát đã được làm nóng trong bình ngưng được thải ra qua hệ thống chất lỏng làm mát tuần hoàn.

Các vấn đề và thách thức:

1. Mặc dù công nghệ làm mát bằng chất lỏng chìm có hiệu suất tản nhiệt tuyệt vời nhưng không có nhu cầu lớn đối với các trung tâm dữ liệu thông thường nâng cấp sơ đồ tản nhiệt truyền thống lên làm mát bằng chất lỏng chìm, ngoại trừ các trường hợp cụ thể như khai thác tiền kỹ thuật số được mã hóa.

2. Vì công nghệ làm mát bằng chất lỏng chìm sử dụng tản nhiệt bằng chất lỏng nên để tương thích với chất làm mát, thiết bị phần cứng thường cần phải được điều chỉnh hợp lý để thích ứng với việc làm mát bằng chất lỏng chìm. Mặc dù một số OEM đã hỗ trợ thiết bị phù hợp với việc làm mát bằng chất lỏng chìm nhưng nhiều nhà sản xuất thiết bị vẫn chưa thiết kế hoặc thử nghiệm việc làm mát bằng chất lỏng chìm.

3. Khi tính toán chi phí triển khai hệ thống làm mát bằng chất lỏng chìm, cần xem xét toàn diện tất cả các chi phí thực tế. Nó không chỉ bao gồm giá bình chứa và chất làm mát của thiết bị làm mát bằng chất lỏng và chi phí bảo trì tiếp theo mà còn bao gồm chi phí chuyển đổi và bảo trì của một loạt các phương tiện khác như máy bơm, bộ trao đổi nhiệt, bộ lọc và cảm biến để đáp ứng thực tiễn thiết kế của hệ thống. hệ thống làm mát bằng chất lỏng.