В настоящее время решения жидкостного охлаждения для серверов высокой плотности в центрах обработки данных в основном делятся на две категории: технология непрямого жидкостного охлаждения и технология прямого жидкостного охлаждения. Эта классификация основана в первую очередь на форме жидкостного охлаждения для внутреннего применения.
Ключевые слова
Технология непрямого жидкостного охлаждения
Технология прямого жидкостного охлаждения
Содержание статьи
Технология непрямого жидкостного охлаждения относится к процессу передачи тепла без прямого контакта между источником тепла сервера и жидким хладагентом, который в основном подразделяется на охлаждающую пластину и тепловую трубку. Среди них холодная пластина делится на «однофазную холодную пластину» и «холодную пластину с фазовым переходом» в зависимости от того, происходит ли фазовое изменение в процессе теплопередачи хладагента.
Тепловая трубка делится на «двухступенчатую тепловую трубку» и «тепловую трубку + водяное охлаждение» в зависимости от формы рассеивания тепла на конденсирующей стороне. В настоящее время наиболее популярным решением является однофазная охлаждающая пластина с жидкостным охлаждением.
Сервер Huawei Fusion с жидкостным охлаждением Сервер использует однофазную пластинчатую систему жидкостного охлаждения для охлаждения. Плотность мощности одного шкафа может достигать 45 кВт/стойку. В качестве агента переохлаждения используется деионизированная вода + антикоррозионный агент BTA, а максимальная поддерживаемая температура входящего потока может достигать 45 ℃, достигая уровня жидкостного охлаждения W4 стандарта DLC.
Если взять в качестве примера климат Пекина (максимальная годовая экстремальная температура по влажному термометру составляет 31.5 ℃), градирню можно использовать для естественного охлаждения в течение всего года, а PUE машинного отделения теоретически можно снизить до 1.1. Кроме того, за счет упрощения холодильной системы улучшается среднее время безотказной работы холодильной системы.
Конструкция пластины жидкостного охлаждения имеет высокую степень связи с сервером, а универсальность низкая, поэтому себестоимость производства увеличивается. Несмотря на то, что головка процессора с водяным охлаждением была дополнена микроканальной, инжекторной и другой технологией теплопередачи, усиленной композитами, способность теплопередачи на единицу площади была дополнительно улучшена, и ее необходимо улучшить.
В настоящее время пластина жидкостного охлаждения Lenovo может поддерживать процессор мощностью 270 Вт; Пластина жидкостного охлаждения предъявляет высокие требования к циркулирующей охлаждающей среде, такие как уровень pH, чистота, концентрация ионов Ca+ и Mg+ в охлаждающей среде. Эти параметры будут влиять на способность теплопередачи, коррозию, сопротивление циркуляции и т. д. Местное сопротивление быстроразъемного соединения является значительным, поэтому его необходимо дополнительно оптимизировать.
Технология прямого жидкостного охлаждения относится к процессу теплопередачи при прямом контакте между охлаждающей жидкостью и электронными компонентами, который в основном подразделяется на тип распыления, тип распыления и тип погружения. Тип распыления относится к охлаждающей жидкости, находящейся под давлением в распылительной форсунке после распыления на мельчайшие капли, распыляемой на поверхность электронных компонентов, передавая тепло при кипении и отводя тепло.
Тип распыления использует характеристики высокоскоростной принудительной конвекционной теплопередачи для повышения плотности теплопередачи, а принцип аналогичен типу распыления.
Погружение относится к погружению электронных компонентов в охлаждающую жидкость для теплопередачи в соответствии с процессом теплопередачи, независимо от того, делится ли фазовый переход на однофазное погружение и погружение с фазовым переходом. Погружное жидкостное охлаждение в настоящее время используется на рынке для небольших коммерческих применений.
Feitian Али · Продукты поколения серверов жидкостного охлаждения Kirin были за пределами лаборатории, в комнате данных, расположенной в Чжанбэе, для создания небольших приложений. Решение для жидкостного охлаждения направлено на достижение удельной мощности одного шкафа 100 кВт/стойку и использует фторированную жидкость 3M FC-72 с температурой кипения 56 ℃, которая относится к категории погружного охлаждения с фазовым переходом.
Змеевик охлаждающей жидкости внутри бака нагревается и кипятится с помощью электронных компонентов, а газообразная фторированная жидкость конденсируется в жидкость на поверхности стенки змеевика охлаждающей жидкости, чтобы осуществить передачу тепла от электронного элемента к охлаждающей жидкости.
После обмена охлаждающей жидкости с циркулирующей охлаждающей водой внутри CDU через пластинчатый теплообменник тепло окончательно рассеивается в окружающую среду через наружную градирню.
В настоящее время температура охлаждающей жидкости на входе составляет 30 ℃, и температура на входе может быть дополнительно увеличена при последующей оптимизации продукта для достижения цели естественного охлаждения в течение всего года.
Что касается текущего случая применения погружного жидкостного охлаждения
технологии, по-прежнему существует ряд проблем:
Герметичность конструкции контейнера. Поскольку интенсивность теплопередачи фторированной жидкости в контейнере и электронном элементе зависит от скорости нагрузки электронных компонентов, когда колебания скорости нагрузки относительно велики, изменение количества фторидной жидкости, испаряющейся в единицу времени, становится более обширным, что приводит к колебанию давления в емкости; Утечка фторированного раствора во время технического обслуживания.
Из-за теплопередачи при погружении с фазовым переходом, когда необходимо заменить или обслуживать одно из ИТ-оборудования в контейнере, большое количество фторированной жидкости вытечет в процессе подключения и удаления ИТ-оборудования, поскольку другое оборудование все еще работает. .
Что касается FC-72, то фторированная жидкость относится к парниковым газам и имеет стабильную структуру, а это означает, что вытекшая фторированная жидкость будет существовать в атмосфере длительное время и трудно разлагается.
Стоимость электронного фторированного раствора высока. Производителей немного, в основном они сосредоточены в компаниях 3M, Shell и других транснациональных предприятиях, поэтому снизить затраты в краткосрочной перспективе непросто.
