Immersions-Flüssigkeitskühlungstechnologie für Rechenzentren

Mit der rasanten Entwicklung rechenintensiver Anwendungen wie künstliche Intelligenz, Internet der Dinge, Kryptowährung und AR / VR führt der steigende Rechenbedarf dazu, dass sich das Rechenzentrum allmählich zu „hoher Leistung, hoher Dichte und hohem Energieverbrauch“ entwickelt. Der Energieverbrauch des Rechenzentrums setzt sich grob aus Kommunikations- und Netzwerkgeräten, Stromversorgungs- und Verteilungssystem, Beleuchtung und Hilfsgeräten und Kühlsystem zusammen. Darunter macht der Energieverbrauch des Kühlteils etwa 40 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs aus des Rechenzentrums. Die Verbesserung der Effizienz des Kühlsystems des Rechenzentrums und die Reduzierung des Energieverbrauchs sind sehr wichtig, um das Ziel von „Double Carbon“ zu erreichen.

Übliche Flüssigkeitskühlungsmethoden umfassen Kühlplatte, Sprühen und Eintauchen. Unter ihnen hat die Immersionsflüssigkeitskühlung die höchste Wärmeübertragungseffizienz und kann lokale Hotspots vermeiden. Es ist das wahrscheinlichste technische Mittel, um verschiedene Probleme zu lösen, mit denen das Kühlsystem in der High-Performance-Computing-Umgebung konfrontiert ist.

Höhere Energieeffizienz:

Immersionsflüssigkeitskühlung verwendet Kühlmittel als Wärmeübertragungsmedium. Die Flüssigkeit hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität, sodass sie Wärme schneller leiten und Wärme effektiver aufnehmen kann. Da gleichzeitig der Einsatz von Lüftern und Klimaanlagen reduziert wird, hat das Rechenzentrum mit Immersions-Flüssigkeitskühlungstechnologie einen niedrigeren Pue.

Höhere Leistungsdichte:

Darüber hinaus kann es effektiv verhindern, dass die Ausrüstung aufgrund der schlechten Temperatur der Kühlflüssigkeit in Luft und Feuchtigkeit eingetaucht wird, wodurch die Ausrüstung effektiv vor Korrosion der Kühlflüssigkeit und des Lüfters im Maschinenraum geschützt werden kann.

Höhere Raumausnutzung:

Die hervorragende thermische Leistung der Immersionsflüssigkeitskühlung ermöglicht eine enge Anordnung der Server ohne Trennungsabstand, und es müssen keine Lüfter konfiguriert werden. Klimaanlagen und Kühlaggregate im Maschinenraum, geschlossene Einrichtungen für Kalt- und Warmkanäle sowie Doppelböden entfallen. Daher hat die Immersionsflüssigkeitskühlung eine höhere Platznutzung als herkömmliche Kühllösungen.

Realisierung der Immersionsflüssigkeitskühlung:

Die durch Immersionskühlflüssigkeit erzeugte Wärme kann in zwei Phasen unterteilt werden: Einphasen-Flüssigkeits-Tauchkühlung und Zweiphasen-Flüssigkeits-Tauchkühlung.

Einphasen-Flüssigkeitsimmersionskühlung:

Beim Einphasen-Tauchflüssigkeitskühlsystem sind alle Heizkomponenten von IT-Geräten vollständig in das zirkulierende nichtleitende Kühlmittel eingetaucht, und die von den Geräten abgegebene Wärme wird direkt auf das Kühlmittel übertragen. Das Kühlmittel der Einphasen-Tauchflüssigkeitskühlung hat normalerweise einen hohen Siedepunkt, und das Kühlmittel ändert die Phase nach der Aufnahme von Wärme nicht und bleibt immer im flüssigen Zustand

Zweiphasen-Flüssigkeitsimmersionskühlung:

Wenn die Kühlflüssigkeit in den Kondensator eingetaucht wird, wird eine große Wärmemenge von der siedenden Flüssigkeit absorbiert und von der flüssigen Kühlflüssigkeit absorbiert. Gleichzeitig wird eine große Wärmemenge von der flüssigen Kühlflüssigkeit absorbiert, die bis zum Siedepunkt in den Kondensator eingetaucht ist. Das erwärmte Kühlwasser im Kondensator wird durch das zirkulierende Kühlflüssigkeitssystem abgeführt.

Probleme und Herausforderungen:

1. Obwohl die Tauchflüssigkeitskühlungstechnologie eine hervorragende Wärmeableitungsleistung aufweist, besteht keine starke Nachfrage nach konventionellen Rechenzentren, um das traditionelle Wärmeableitungsschema auf Tauchflüssigkeitskühlung aufzurüsten, außer für bestimmte Szenarien wie das Mining verschlüsselter digitaler Währungen.

2. Da die Tauchflüssigkeitskühlungstechnologie eine flüssige Wärmeableitung verwendet, muss die Hardwareausrüstung normalerweise richtig angepasst werden, um sich an die Tauchkühlung anzupassen, um mit dem Kühlmittel kompatibel zu sein. Obwohl einige OEMs die Ausrüstung unterstützt haben, die für die eingetauchte Flüssigkeitskühlung geeignet ist, haben viele Ausrüstungshersteller die eingetauchte Flüssigkeitskühlung nicht entwickelt oder getestet.

3. Bei der Berechnung der Einsatzkosten des getauchten Flüssigkeitskühlsystems müssen alle tatsächlichen Kosten umfassend berücksichtigt werden. Es umfasst nicht nur den Preis für den Tank und das Kühlmittel der Flüssigkeitskühlanlage und die anschließenden Wartungskosten, sondern auch die Umrüstungs- und Wartungskosten einer Reihe anderer Einrichtungen wie Pumpen, Wärmetauscher, Filter und Sensoren, um der Konstruktionspraxis der zu entsprechen flüssiges Kühlsystem.