Напредъкът на изследванията на охлаждането с потопена фаза в центъра за данни
С подобряването на производителността на компютъра и интегрирането на изчислително оборудване, плътността на топлинния поток в центровете за данни се е увеличила, а изискванията към системите за разсейване на топлината също се увеличават. Поради горещите точки и проблемите с високата консумация на енергия при традиционното водно охлаждане и въздушното охлаждане е трудно да се посрещнат възникващи проблеми
Изискванията за разсейване на топлината на електронните устройства доведоха до разработването на технология за охлаждане с потопена фазова промяна. Потопената охладителна система за смяна на фазите се състои главно от изпарителна секция, кондензационна секция и циркулационна система.
Отоплителната техника е потопена в изолираща инертна директен контакт с агента за разсейване на топлината.
Този метод има предимствата на доброто разсейване на топлината и ниската консумация на енергия. Понастоящем технологията за охлаждане с промяна на фазата на потапяне е в начален стадий. През следващите няколко години, с бързото развитие на технологии като интелигентна индустрия и облачни изчисления, новите технологии за разсейване на топлината, представени чрез охлаждане с промяна на фазата на потапяне, със сигурност ще се превърнат в основна технология за разсейване на топлина за центровете за данни.
Тази статия приема основната структура и принципа на потопената охладителна система за смяна на фаза като отправна точка, анализира текущия фокус на изследванията и състоянието на разработката от избора на охлаждащи материали и механизма за пренос на топлина на кипене, както и перспективите за технологията за охлаждане с потопена фазова промяна .
Учените са провели много изследвания върху методите за разсейване на топлината в центровете за данни: традиционното разсейване на топлината с въздушно охлаждане е оптимизирано за организация на въздушния поток, сървърите за разсейване на топлина с водно охлаждане са инсталирани с задни платки, технология за разсейване на топлина с топлинни тръби, потопена фазова промяна охлаждане и оползотворяване на отпадната топлина.
Проучване на различни технологии за намаляване на консумацията на енергия. В същото време големите производители на сървъри у нас и в чужбина също активно проучват ефективни методи за разсейване на топлината. Компанията Sugon на Китай' веднъж пусна потопен охлаждащ сървър, както е показано на Фигура 2.
Този сървър може да се използва в центрове за данни. PUE стойността на компютърната зала е намалена до 1,05, а консумацията на енергия е намалена с повече от 30% в сравнение с традиционния център за данни с въздушно охлаждане. Икономическите ползи са значителни."Кирин" сървърът, пуснат от Alibaba, не изисква климатик, вентилатори и други аксесоари и може да бъде разположен навсякъде. Спестява повече от 75% от пространството, а високата му степен на херметичност предпазва електронните компоненти от прах, влажност и други фактори и е защитена от външни смущения. В допълнение към оборудването за разсейване на топлина, някои компании се ангажират с изследванията и разработването на охладителни среди, разработени от 3M в Съединените щати. Охлаждащата течност Novec, която има най-основните изолационни свойства, има точка на кипене по-ниска от тази на обикновените охлаждащи среди (като чиста вода, флуорирана течност и минерално масло).
В различни изследователски посоки, потапяне Поради своите предимства като висока производителност на разсейване на топлината, удобна поддръжка и нисък шум, технологията за охлаждане с промяна на фазата се превърна във фокус на текущите изследвания.
Избор на охлаждаща среда Устройството за охлаждаща система с потопена фаза изисква висока производителност на уплътнение и по-високи изисквания за хардуерни съоръжения; в същото време изборът на охлаждаща среда също е ключът към технологията за охлаждане с потопена фаза. Квалифицираната охлаждаща среда трябва да има следните характеристики.
(1) Той има висока латентна топлина на изпаряване, тоест същото количество разсейване на топлината използва по-малко охлаждаща среда, което може да подобри ефективността на разсейване на топлината, като същевременно намалява допълнителната консумация на енергия от помпи, охладителни кули и друго оборудване.
(2) Удовлетворява изискванията за изолация в течно, газообразно и газо-течно смесено състояние.
(3) Трябва да има ниска точка на кипене. Когато температурата на сървъра не е много висока, охлаждащата течност може също да претърпи стабилна промяна на фазата, за да отнеме топлината, за да осигури стабилна температура на сървъра и нормална работа на центъра за данни.
(4) Некорозивен за сървърните материали.
(5) Той е екологичен, нетоксичен и безвреден и лесен за работа.
(6) Висока икономичност. Понастоящем ароматни вещества, силикати и флуоровъглеводороди са включени в обхвата на изследванията на охлаждащата среда на потопена охладителна система с промяна на фазата. Минералното масло и флуорираната течност са по-широко използваната охлаждаща среда с директен контакт. Минералното масло е евтино ､ Екологично, нетоксично и безвредно, но лесно се разлага и е горимо вещество, което е по-опасно. В сравнение с минералното масло, цената на флуорида е малко по-висока, но свойствата му са стабилни, огнеустойчиви и подходяща диелектрична константа. Най-популярната охлаждаща среда в момента. Xu Yongsheng и други използваха електроди с иглена плоча, за да симулират обичайната среда с изключително неравномерно електрическо поле и изградиха платформа за откриване на частичен разряд, базирана на 50Hz високоволтова система за изпитване на променливо напрежение, за да изследват ефекта от кипене на хладилния агент върху частичното разреждане. праговата стойност. Резултатите от изследванията показват, че кипенето на хладилния агент ще намали стойността на прага на изолация на изолационната среда. Mo Shenyang и други използваха устройство за изпитване на изолация, за да проведат систематично изследване на характеристиките на разпадането на хладилния агент FC-72 в течно, газово и двуфазно състояние. , Диелектричната якост на парите FC-72 беше получена чрез тест за разрушаване на напрежението на мощността и беше реализиран тестът за диелектрична якост при много налягане на парите на хладилен агент с ниска точка на кипене. Wu Xilei и други симулираха 4 често използвани флуорирани течности (FC-72, Влиянието на Novec649, HFE-7100 и D-1) върху ефекта на разсейване на топлината на потопената охладителна система с промяна на фазата. Резултатите от симулацията показват, че плътността на топлинния поток, необходима за пренос на топлина при кипене на D-1, е най-малката, но максималният му капацитет на разсейване на топлина е близо до Novec649, малко по-нисък от FC-72 и HFE-7100, той може да замени съществуващия електронен флуориран течност Novec649 в охлаждане с потопена фазова промяна. Dong Jinxi и други анализираха синтетичен охладител на базата на въглеводороди (PAO) и #65 етилен гликол чрез експерименти Физичните и термодинамични свойства на подобна охлаждаща течност (наричана по-долу #65), #65 има по-висок капацитет на разсейване на топлина от PAO, но физическата стабилност и непроводимостта на PAO са по-високи от #65. Сега има по-малко изследвания на охлаждащата среда и нужда. Проведени са по-нататъшни изследвания и е намерена охлаждаща среда със стабилни физични свойства и висок капацитет на разсейване на топлината.
По-нататъшното оптимизиране на технологията за охлаждане с потопена фаза може да подобри нейната ефективност на охлаждане. Следващите насоки на изследване са както следва.
(1) Пригответе охлаждащата среда със стабилни свойства, проучете влиянието на средата на неравномерното електрическо поле върху свойствата на охлаждащата течност и извършете теста за диелектрична якост на охлаждащата среда при висока напрегнатост на полето.
(2) Флуорираната течност има силна летливост, изследване и разработка на подходящи уплътнителни материали за радиатор.
(3) Чрез експерименти проучете допълнително влиянието на различни фактори върху образуването на мехурчета в микроканала, проучете механизма на пренос на топлина при кипене на повърхността на сървъра и установете по-представителен модел на пренос на топлина при кипене.
(4) Тествайте във времето опаковъчните полимерни материали на електронните устройства, за да осигурите експлоатационния им живот, да намалите разходите за поддръжка по време на използване на сървъра и да намалите надеждността, причинена от честа поддръжка.
