Effektiv væskekjølingsteknologi for datasentre
Med den akselererte utviklingen av bransjer som kunstig intelligens, cloud computing og big data, har etterspørselen, omfanget og byggingen av datasentre økt betydelig. Imidlertid blir energiforbruksproblemet i datasentre stadig mer alvorlig. På grunn av det faktum at en betydelig del av energiforbruket i tradisjonelle datasentre kommer fra kjølesystemer, er det nødvendig å utnytte nye væskekjølingsteknologier for å bygge grønne datasentre.
TDP (thermal design power) til brikken øker gradvis, og noen brikker når til og med 360W. Dette utgjør en alvorlig utfordring for varmespredningen av serverbrikker i tradisjonelle datasentre som vanligvis bruker luftkjølt kjøleteknologi. Generelt sett har en varmeflukstetthet på rundt 5-10 W/cm ² nådd grensen for luftkjølt kjøleteknologi, og høyere varmeflukstettheter kan lett føre til at store mengder varme ikke kan slippes ut fra sjetonger i tide. Hovedtiltaket datasentre kan ta for å løse dette problemet er væskekjølingsteknologi. Generelt sett er den termiske ytelsen til væsker mye bedre enn luftens, med en termisk ledningsevne på omtrent 15-25 ganger luftens og en spesifikk varmekapasitet til og med 1000-3500 ganger luftens. Væskekjølt varmespredningsteknologi har vist overlegen ytelse i varmeoverføring sammenlignet med luftkjølt varmespredningsteknologi.
Sammenlignet med spray- og nedsenkingsvæskekjøleteknologier, trenger ikke kjøleteknologi for væskekjøling med kjøleplater å ta hensyn til kjølevæskens ledningsevne. Det finnes mange typer kjølevæske tilgjengelig, for eksempel avionisert vann, nanofluider, etc., og deres termiske egenskaper er generelt bedre enn isolerende kjølevæske. I tillegg kan optimalisering av kaldplatestrømningskanalstrukturen øke det konvektive varmeoverføringsarealet eller øke den konvektive varmeoverføringsintensiteten, og derved effektivt styrke varmeoverføringen. For tiden brukes kaldplate-kjøleteknologien i datasentre hovedsakelig til chip-væskekjøling, og hovedforskningsretningen er kanaltopologioptimering.
Spraykjølingsteknologi brukes i datasenteret, og de elektroniske enhetene i serveren kjøles ofte på en kontakt måte ved bruk av sprayplater. Jetkjøleteknologi og spraykjøleteknologi er to teknologier som kan oppnå høyere varmefluks og varmespredning.
Det grunnleggende arbeidsprinsippet for nedsenkingskjøling er å senke elektroniske enheter fullstendig i kjølevæske og oppnå varmeavledning gjennom sirkulasjon. Nedsenkingskjøleteknologi tilhører passiv all væskekjølingsteknologi. For tiden er de viktigste forskningsretningene for nedsenkingskjøleteknologi: optimalisering av nedsenkingsvarmeoverføringsstruktur (arrangement og varmeavledningsoverflatestruktur), høyeffektivt nedsenkingskjølevæske og nedsenking av kokende varmeoverføring.
For tiden fokuserer forskningsretningen for væskekjølingsteknologi hovedsakelig på å optimalisere varmeoverføringsstrukturer, effektive kjølevæsker og to-fase kokende varmeoverføring. Optimalisering av varmeoverføringsstrukturer, slik som array-arrangement og mikro/nano-overflatestrukturer, for å oppnå utmerket varmeoverføringsytelse ved å endre strømningsegenskapene til arbeidsvæsken, og hvordan man kan forbedre bekvemmeligheten til prosesseringsteknologi, har blitt et av nøkkelproblemene for dens effektive promotering. Væskekjølingsteknologien i datasentre er fortsatt i sin spede begynnelse, og det er fortsatt mange sentrale problemer som må løses snarest. Sammenlignet med datasentre bygget på luftkjølingsteknologi, har datasentre bygget på væskekjølingsteknologi gjennomgått betydelige endringer i deres interne layout, arkitektur, utstyr og andre krav, noe som uunngåelig vil rekonstruere den relevante industrikjeden av datasentre.
