Veri Merkezinde Batık Faz Değişimli Soğutmanın Araştırma İlerlemesi

Bilgisayar performansının iyileştirilmesi ve bilgi işlem ekipmanlarının entegrasyonu ile veri merkezlerinin ısı akış yoğunluğu arttı ve ısı yayma sistemlerine yönelik gereksinimler de artıyor. Geleneksel su soğutma ve hava soğutmanın sıcak noktaları ve yüksek enerji tüketimi sorunları nedeniyle, ortaya çıkan sorunları karşılamak zordur.

Elektronik cihazların ısı yayma gereksinimleri, daldırılmış faz değişimli soğutma teknolojisinin geliştirilmesine yol açmıştır. Daldırılmış faz değişimli soğutma sistemi esas olarak bir buharlaşma bölümü, bir yoğuşma bölümü ve bir sirkülasyon sisteminden oluşur.

Isıtma ekipmanı, yalıtkan bir atıl maddeye daldırılır. Isı yayılımı için madde ile doğrudan temas.

Bu yöntem, iyi ısı dağılımı performansı ve düşük enerji tüketimi avantajlarına sahiptir. Şu anda, daldırma fazı değiştirme soğutma teknolojisi emekleme aşamasındadır. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, akıllı endüstri ve bulut bilişim gibi teknolojilerin hızla gelişmesiyle birlikte, daldırma fazı değişimli soğutma ile temsil edilen yeni ısı dağıtma teknolojileri, kesinlikle veri merkezleri için ana akım ısı dağıtma teknolojisi haline gelecektir.

Bu makale, başlangıç ​​noktası olarak daldırılmış faz değişimli soğutma sisteminin ana yapısını ve ilkesini alır, mevcut araştırma odağını ve soğutma malzemelerinin seçiminden ve kaynama ısı transfer mekanizmasından geliştirme durumunu ve daldırılmış faz değişimli soğutma teknolojisine ilişkin beklentileri analiz eder. .

Bilim adamları, veri merkezlerinin ısı dağıtma yöntemleri hakkında çok sayıda araştırma yaptılar: geleneksel hava soğutmalı ısı dağıtımı, hava akışı organizasyonu için optimize edildi, su soğutmalı ısı dağıtma sunucuları arka planlarla kuruldu, ısı borusu ısı dağıtma teknolojisi, batık faz değişimi soğutma ve atık ısı geri kazanımı gerçekleştirilmiştir.

Enerji tüketimini azaltmak için çeşitli teknolojiler üzerinde araştırma yapın. Aynı zamanda, yurtiçi ve yurtdışındaki büyük sunucu üreticileri de etkin ısı dağıtma yöntemlerini aktif olarak araştırıyorlar. Çin's Sugon Company, bir zamanlar Şekil 2'de gösterildiği gibi daldırılmış bir soğutma sunucusunu piyasaya sürdü.

Bu sunucu veri merkezlerinde kullanılabilir Bilgisayar odasının PUE değeri 1,05'e düşürülür ve enerji tüketimi geleneksel hava soğutmalı veri merkezine kıyasla %30'dan fazla azalır. Ekonomik faydaları önemlidir."Kirin" Alibaba tarafından başlatılan sunucu, klima, fan ve diğer aksesuarlar gerektirmez ve herhangi bir yere kurulabilir. %75'ten fazla yerden tasarruf sağlar ve yüksek derecede hava sızdırmazlığı elektronik bileşenleri toz, nem ve diğer etkenlerden uzak tutar ve dış parazitlerden korunur. Isı dağıtma ekipmanına ek olarak, bazı şirketler, 3M tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilen soğutma ortamının araştırılması ve geliştirilmesi konusunda kararlıdır En temel yalıtım özelliklerine sahip olan bir Novec soğutma sıvısı, yaygın soğutma ortamlarından daha düşük bir kaynama noktasına sahiptir. (saf su, florlu sıvı ve mineral yağ gibi).

Çeşitli araştırma yönlerinde, daldırma Yüksek ısı dağılımı performansı, uygun bakım ve düşük gürültü gibi avantajlarından dolayı, faz değişimli soğutma teknolojisi mevcut araştırmaların odak noktası haline gelmiştir.

Soğutma ortamının seçimi Daldırmalı faz değişimli soğutma sistemi cihazı, yüksek sızdırmazlık performansı ve donanım tesisleri için daha yüksek gereksinimler gerektirir; Aynı zamanda, soğutma ortamının seçimi daldırılmış faz değişimli soğutma teknolojisinin anahtarıdır. Nitelikli soğutma ortamı aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır.

(1) Yüksek gizli buharlaşma ısısına sahiptir, yani aynı miktarda ısı dağılımı daha az soğutma ortamı kullanır, bu da ısı yayılım verimliliğini artırırken pompaların, soğutma kulelerinin ve diğer ekipmanların ek enerji tüketimini azaltır.

(2) Sıvı, gaz ve gaz-sıvı karışımı halinde izolasyon şartlarını karşılar.

(3) Kaynama noktası düşük olmalıdır. Sunucunun sıcaklığı çok yüksek olmadığında, soğutucu, sunucunun sabit sıcaklığını ve veri merkezinin normal çalışmasını sağlamak için ısıyı almak için kararlı bir faz değişikliğine de uğrayabilir.

(4) Sunucu malzemeleri için aşındırıcı değildir.

(5) Çevre dostudur, toksik değildir ve zararsızdır ve kullanımı kolaydır.

(6) Yüksek ekonomi. Şu anda, aromatik maddeler, silikatlar ve florokarbonlar, batık faz değişimli soğutma sisteminin soğutma ortamının araştırma kapsamına dahil edilmiştir. Mineral yağ ve florlu sıvı, daha yaygın olarak kullanılan doğrudan temaslı soğutma ortamıdır. Madeni yağ ucuzdur ､Çevre dostudur, toksik değildir ve zararsızdır, ancak kolayca ayrışır ve daha tehlikeli olan yanıcı bir maddedir. Mineral yağ ile karşılaştırıldığında, florür fiyatı biraz daha yüksektir, ancak özellikleri kararlı, alev geciktirici ve uygun dielektrik sabitidir. Şu anda en popüler soğutma ortamı. Xu Yongsheng ve diğerleri, yaygın aşırı düzensiz elektrik alanı ortamını simüle etmek için iğneli plaka elektrotları kullandılar ve soğutucu akışkan kaynamasının kısmi deşarj üzerindeki etkisini araştırmak için 50 Hz yüksek voltajlı AC dayanım voltajı test sistemine dayalı bir kısmi deşarj algılama platformu oluşturdular. eşik değeri. Araştırma sonuçları, soğutucu akışkanın kaynatılmasının, yalıtım ortamının yalıtım eşik değerini azaltacağını göstermektedir. Mo Shenyang ve diğerleri, sıvı, gaz ve iki fazlı durumlarda FC-72 soğutucu akışkanın bozulma özellikleri üzerinde sistematik bir çalışma yapmak için bir yalıtım test cihazı kullandı. , FC-72 buharının dielektrik gücü, güç frekansı voltaj arıza testi ile elde edildi ve düşük kaynama noktalı soğutucu buharın çok basınçlı dielektrik gücü testi gerçekleştirildi. Wu Xilei ve diğerleri, daldırılmış faz değişimli soğutma sisteminin ısı yayma etkisi üzerinde yaygın olarak kullanılan 4 florlu sıvıyı (FC-72, Novec649, HFE-7100 ve D-1'in etkisi) simüle etti. Simülasyon sonuçları, D-1 kaynama ısı transferi için gereken ısı akısı yoğunluğunun en küçük olduğunu, ancak maksimum ısı yayma kapasitesinin Novec649'a yakın olduğunu, FC-72 ve HFE-7100'den biraz daha düşük olduğunu göstermektedir, mevcut elektronik florlu daldırılmış faz değişim soğutmasında sıvı Novec649. Dong Jinxi ve diğerleri deneyler yoluyla sentetik hidrokarbon bazlı soğutucu (PAO) ve #65 etilen glikol analiz ettiler Benzer soğutucunun (bundan böyle #65 olarak anılacaktır) fiziksel ve termodinamik özellikleri, #65 PAO'dan daha yüksek bir ısı yayma kapasitesine sahiptir, ancak PAO'nun fiziksel stabilitesi ve iletken olmaması #65'ten yüksektir. Artık soğutma ortamı hakkında daha az araştırma var ve ihtiyaç Daha fazla araştırma yapıldı ve kararlı fiziksel özelliklere ve yüksek ısı yayma kapasitesine sahip bir soğutma ortamı bulundu.

Batık faz değişikliği soğutma teknolojisinin daha fazla optimizasyonu, soğutma verimliliğini artırabilir. Sonraki araştırma yönergeleri aşağıdaki gibidir.

(1) Kararlı özelliklere sahip soğutma ortamını hazırlayın, düzensiz elektrik alan ortamının soğutma sıvısının özellikleri üzerindeki etkisini inceleyin ve yüksek alan kuvveti altında soğutma ortamının dielektrik mukavemet testini gerçekleştirin.

(2) Florlu sıvı, güçlü uçuculuğa, eşleşen ısı emici sızdırmazlık malzemelerinin araştırılmasına ve geliştirilmesine sahiptir.

(3) Deneyler yoluyla, mikrokanalda kabarcık oluşumu üzerindeki farklı faktörlerin etkisini daha fazla araştırın, sunucunun yüzeyinde kaynayan ısı transferi mekanizmasını inceleyin ve daha temsili bir kaynama ısı transferi modeli oluşturun.

(4) Hizmet ömrünü sağlamak, sunucunun kullanımı sırasında bakım maliyetini azaltmak ve sık bakımın neden olduğu güvenilirliği azaltmak için elektronik cihazların ambalaj polimer malzemelerini zaman testi yapın.