εφαρμογή εμβάπτισης υγρού ψύξης στο κέντρο δεδομένων

Με την ταχεία ανάπτυξη εφαρμογών εντατικής χρήσης υπολογιστών όπως η τεχνητή νοημοσύνη, το Διαδίκτυο των πραγμάτων, τα κρυπτονομίσματα και το AR/VR, η αυξανόμενη υπολογιστική ζήτηση κάνει το κέντρο δεδομένων να εξελίσσεται σταδιακά σε «υψηλές επιδόσεις, υψηλή πυκνότητα και υψηλή κατανάλωση ενέργειας». Η κατανάλωση ενέργειας του κέντρου δεδομένων αποτελείται κατά προσέγγιση από εξοπλισμό επικοινωνίας και δικτύου, σύστημα τροφοδοσίας και διανομής ρεύματος, φωτισμό και βοηθητικό εξοπλισμό και σύστημα ψύξης. Μεταξύ αυτών, η κατανάλωση ενέργειας του τμήματος ψύξης αντιπροσωπεύει περίπου το 40 τοις εκατό της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας του κέντρου δεδομένων. Η βελτίωση της απόδοσης του συστήματος ψύξης του κέντρου δεδομένων και η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας είναι πολύ σημαντικά για την επίτευξη του στόχου του «διπλού άνθρακα».

Οι συνήθεις μέθοδοι υγρής ψύξης περιλαμβάνουν ψυχρή πλάκα, ψεκασμό και εμβάπτιση. Μεταξύ αυτών, η υγρή ψύξη εμβάπτισης έχει την υψηλότερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας και μπορεί να αποφύγει τα τοπικά καυτά σημεία. Είναι το πιο πιθανό τεχνικό μέσο για την επίλυση διαφόρων προβλημάτων που αντιμετωπίζει το σύστημα ψύξης στο υπολογιστικό περιβάλλον υψηλής απόδοσης.

Υψηλότερη ενεργειακή απόδοση:

Η υγρή ψύξη εμβάπτισης χρησιμοποιεί ψυκτικό ως μέσο μετάδοσης θερμότητας. Το υγρό έχει υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα και ειδική θερμική ικανότητα, έτσι μπορεί να μεταφέρει τη θερμότητα πιο γρήγορα και να απορροφά τη θερμότητα πιο αποτελεσματικά. Ταυτόχρονα, επειδή μειώνεται η χρήση ανεμιστήρων και κλιματιστικών, το κέντρο δεδομένων που χρησιμοποιεί τεχνολογία υγρής ψύξης εμβάπτισης έχει χαμηλότερο pue.

Υψηλότερη πυκνότητα ισχύος:

Επιπλέον, μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη βύθιση του εξοπλισμού στον αέρα και την υγρασία λόγω της κακής θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού, γεγονός που μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά τον εξοπλισμό από τη διάβρωση του ψυκτικού υγρού και του ανεμιστήρα στο μηχανοστάσιο.

Υψηλότερη χρήση χώρου:

Η εξαιρετική θερμική απόδοση της υγρής ψύξης εμβάπτισης επιτρέπει στους διακομιστές να τοποθετούνται στενά χωρίς απόσταση διαχωρισμού και δεν χρειάζεται να ρυθμίσετε τους ανεμιστήρες. Δεν χρειάζονται μονάδες κλιματισμού και ψύξης στο μηχανοστάσιο, δεν χρειάζονται εγκατάσταση κλειστών εγκαταστάσεων για κρύα και ζεστά κανάλια και δεν χρειάζονται υπερυψωμένα δάπεδα. Επομένως, η υγρή ψύξη εμβάπτισης έχει υψηλότερη χρήση χώρου από τις παραδοσιακές λύσεις ψύξης.

Πραγματοποίηση υγρής ψύξης εμβάπτισης:

Η θερμότητα που παράγεται από το υγρό ψύξης εμβάπτισης μπορεί να χωριστεί σε δύο φάσεις: Μονοφασική ψύξη με εμβάπτιση σε υγρό και διφασική ψύξη με εμβάπτιση υγρού.

Μονοφασική υγρή ψύξη εμβάπτισης:

Στο μονοφασικό σύστημα υγρής ψύξης εμβάπτισης, όλα τα θερμαντικά εξαρτήματα του εξοπλισμού πληροφορικής βυθίζονται πλήρως στο κυκλοφορούν μη αγώγιμο ψυκτικό υγρό και η θερμότητα που εκπέμπεται από τον εξοπλισμό μεταδίδεται απευθείας στο ψυκτικό. Το ψυκτικό υγρής ψύξης μονοφασικής εμβάπτισης έχει συνήθως υψηλό σημείο βρασμού και το ψυκτικό δεν θα αλλάξει φάση μετά την απορρόφηση της θερμότητας και θα παραμείνει πάντα στην υγρή κατάσταση.

Ψύξη με εμβάπτιση υγρού δύο φάσεων:

Όταν το ψυκτικό υγρό βυθιστεί στον συμπυκνωτή, μια μεγάλη ποσότητα θερμότητας θα απορροφηθεί στο βραστό υγρό και θα απορροφηθεί από το υγρό ψυκτικό υγρό. Ταυτόχρονα, μεγάλη ποσότητα θερμότητας θα απορροφηθεί από το υγρό ψυκτικό υγρό που βυθίζεται στον συμπυκνωτή μέχρι το σημείο βρασμού.

Προβλήματα και προκλήσεις:

1. Αν και η τεχνολογία βυθισμένης ψύξης υγρού έχει εξαιρετική απόδοση απαγωγής θερμότητας, δεν υπάρχει μεγάλη ζήτηση για συμβατικά κέντρα δεδομένων για την αναβάθμιση του παραδοσιακού συστήματος απαγωγής θερμότητας σε ψύξη βυθισμένου υγρού, εκτός από συγκεκριμένα σενάρια όπως η εξόρυξη κρυπτογραφημένων ψηφιακών νομισμάτων.

2. Επειδή η τεχνολογία βυθισμένης ψύξης υγρού χρησιμοποιεί απαγωγή υγρής θερμότητας, προκειμένου να είναι συμβατή με το ψυκτικό, ο εξοπλισμός υλικού συνήθως χρειάζεται να ρυθμιστεί σωστά για να προσαρμοστεί στη βυθισμένη ψύξη. Αν και ορισμένοι OEM έχουν υποστηρίξει τον εξοπλισμό που είναι κατάλληλος για την ψύξη με βυθισμένο υγρό, πολλοί κατασκευαστές εξοπλισμού δεν έχουν σχεδιάσει ή δοκιμάσει το βυθισμένο υγρό ψύξης.

3. Κατά τον υπολογισμό του κόστους εγκατάστασης του βυθιζόμενου συστήματος ψύξης υγρού, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη όλα τα πραγματικά έξοδα. Περιλαμβάνει όχι μόνο την τιμή της δεξαμενής και του ψυκτικού υγρού εξοπλισμού ψύξης και το επακόλουθο κόστος συντήρησης, αλλά και το κόστος μετατροπής και συντήρησης μιας σειράς άλλων εγκαταστάσεων όπως αντλίες, εναλλάκτες θερμότητας, φίλτρα και αισθητήρες για να ανταποκρίνεται στην πρακτική σχεδιασμού του σύστημα ψύξης υγρού.