Πρόοδος Έρευνας της Ψύξης Αλλαγής Βυθισμένης Φάσης στο Κέντρο Δεδομένων
Με τη βελτίωση της απόδοσης του υπολογιστή και την ενσωμάτωση του υπολογιστικού εξοπλισμού, η πυκνότητα ροής θερμότητας των κέντρων δεδομένων έχει αυξηθεί και οι απαιτήσεις για συστήματα απαγωγής θερμότητας αυξάνονται επίσης. Λόγω των καυτών σημείων και των προβλημάτων υψηλής κατανάλωσης ενέργειας της παραδοσιακής ψύξης νερού και αέρα, είναι δύσκολο να αντιμετωπιστούν αναδυόμενα ζητήματα
Οι απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας των ηλεκτρονικών συσκευών έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη της τεχνολογίας ψύξης με αλλαγή φάσης βυθισμένης. Το βυθισμένο σύστημα ψύξης αλλαγής φάσης αποτελείται κυρίως από ένα τμήμα εξάτμισης, ένα τμήμα συμπύκνωσης και ένα σύστημα κυκλοφορίας.
Ο εξοπλισμός θέρμανσης βυθίζεται σε μονωτικό αδρανές Άμεση επαφή με τον παράγοντα για απαγωγή θερμότητας.
Αυτή η μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα της καλής απόδοσης απαγωγής θερμότητας και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Επί του παρόντος, η τεχνολογία ψύξης αλλαγής φάσης εμβάπτισης βρίσκεται στα σπάργανα. Τα επόμενα χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη τεχνολογιών όπως η έξυπνη βιομηχανία και το cloud computing, οι νέες τεχνολογίες απαγωγής θερμότητας που αντιπροσωπεύονται από ψύξη αλλαγής φάσης εμβάπτισης θα γίνουν σίγουρα η κύρια τεχνολογία απαγωγής θερμότητας για τα κέντρα δεδομένων.
Αυτό το άρθρο λαμβάνει ως σημείο εκκίνησης την κύρια δομή και αρχή του συστήματος ψύξης βυθισμένης αλλαγής φάσης, αναλύει την τρέχουσα ερευνητική εστίαση και την κατάσταση ανάπτυξης από την επιλογή ψυκτικών υλικών και τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας βρασμού και προοπτικές για την τεχνολογία ψύξης αλλαγής φάσης βυθισμένης .
Οι μελετητές έχουν διεξαγάγει πολλή έρευνα σχετικά με τις μεθόδους απαγωγής θερμότητας των κέντρων δεδομένων: η παραδοσιακή αερόψυκτη απαγωγή θερμότητας έχει βελτιστοποιηθεί για οργάνωση ροής αέρα, έχουν εγκατασταθεί υδρόψυκτοι διακομιστές απαγωγής θερμότητας με backplanes, τεχνολογία απαγωγής θερμότητας σωλήνα θερμότητας, αλλαγή φάσης βυθισμένης έχει πραγματοποιηθεί ψύξη και ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας.
Έρευνα για μια ποικιλία τεχνολογιών για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Ταυτόχρονα, μεγάλοι κατασκευαστές διακομιστών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό διερευνούν επίσης ενεργά αποτελεσματικές μεθόδους απαγωγής θερμότητας. Η Sugon Company της Κίνας', κυκλοφόρησε κάποτε έναν διακομιστή βυθισμένης ψύξης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.
Αυτός ο διακομιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κέντρα δεδομένων Η τιμή PUE της αίθουσας υπολογιστών μειώνεται στο 1,05 και η κατανάλωση ενέργειας μειώνεται περισσότερο από 30% σε σύγκριση με το παραδοσιακό κέντρο δεδομένων αερόψυκτου. Τα οικονομικά οφέλη είναι σημαντικά. The"Kirin" Ο διακομιστής που λανσαρίστηκε από την Alibaba δεν απαιτεί κλιματισμό, ανεμιστήρες και άλλα αξεσουάρ και μπορεί να αναπτυχθεί οπουδήποτε. Εξοικονομεί περισσότερο από το 75% του χώρου και ο υψηλός βαθμός στεγανότητάς του κρατά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα μακριά από τη σκόνη, την υγρασία και άλλους παράγοντες και προστατεύεται από εξωτερικές παρεμβολές. Εκτός από τον εξοπλισμό απαγωγής θερμότητας, ορισμένες εταιρείες έχουν δεσμευτεί για την έρευνα και την ανάπτυξη των μέσων ψύξης, που αναπτύχθηκαν από την 3M στις Ηνωμένες Πολιτείες. (όπως καθαρό νερό, φθοριούχο υγρό και ορυκτέλαιο).
Σε διάφορες ερευνητικές κατευθύνσεις, εμβάπτιση Λόγω των πλεονεκτημάτων της, όπως η υψηλή απόδοση απαγωγής θερμότητας, η βολική συντήρηση και ο χαμηλός θόρυβος, η τεχνολογία ψύξης αλλαγής φάσης έχει γίνει το επίκεντρο της τρέχουσας έρευνας.
Επιλογή ψυκτικού μέσου Η συσκευή συστήματος ψύξης βυθισμένης αλλαγής φάσης απαιτεί υψηλή απόδοση στεγανοποίησης και υψηλότερες απαιτήσεις για εγκαταστάσεις υλικού. Ταυτόχρονα, η επιλογή του μέσου ψύξης είναι επίσης το κλειδί για την τεχνολογία ψύξης της βυθισμένης αλλαγής φάσης. Το κατάλληλο ψυκτικό μέσο πρέπει να έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.
(1) Έχει υψηλή λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης, δηλαδή, η ίδια ποσότητα απαγωγής θερμότητας χρησιμοποιεί λιγότερο ψυκτικό μέσο, το οποίο μπορεί να βελτιώσει την απόδοση απαγωγής θερμότητας ενώ μειώνει την πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας των αντλιών, των πύργων ψύξης και άλλου εξοπλισμού.
(2) Ικανοποιεί τις απαιτήσεις μόνωσης σε υγρή, αέρια και μικτή κατάσταση αερίου-υγρού.
(3) Θα πρέπει να έχει χαμηλό σημείο βρασμού. Όταν η θερμοκρασία του διακομιστή δεν είναι πολύ υψηλή, το ψυκτικό υγρό μπορεί επίσης να υποβληθεί σε μια σταθερή αλλαγή φάσης για να αφαιρέσει τη θερμότητα για να εξασφαλίσει τη σταθερή θερμοκρασία του διακομιστή και την κανονική λειτουργία του κέντρου δεδομένων.
(4) Μη διαβρωτικά υλικά του διακομιστή.
(5) Είναι φιλικό προς το περιβάλλον, μη τοξικό και αβλαβές και εύκολο στο χειρισμό.
(6) Υψηλή οικονομία. Επί του παρόντος, αρωματικές ουσίες, πυριτικά και φθοράνθρακες περιλαμβάνονται στο ερευνητικό πεδίο του ψυκτικού μέσου του συστήματος ψύξης αλλαγής βυθισμένης φάσης. Το ορυκτέλαιο και το φθοριούχο υγρό είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ψυκτικό μέσο άμεσης επαφής. Το ορυκτέλαιο είναι φθηνό ､Φιλικό προς το περιβάλλον, μη τοξικό και αβλαβές, αλλά αποσυντίθεται εύκολα και είναι μια εύφλεκτη ουσία, η οποία είναι πιο επικίνδυνη. Σε σύγκριση με το ορυκτέλαιο, η τιμή του φθορίου είναι ελαφρώς υψηλότερη, αλλά οι ιδιότητές του είναι σταθερές, επιβραδυντικά φλόγας και κατάλληλη διηλεκτρική σταθερά. Το πιο δημοφιλές μέσο ψύξης αυτή τη στιγμή. Ο Xu Yongsheng και άλλοι χρησιμοποίησαν ηλεκτρόδια βελόνας για να προσομοιώσουν το κοινό εξαιρετικά ανώμαλο περιβάλλον ηλεκτρικού πεδίου και κατασκεύασαν μια πλατφόρμα ανίχνευσης μερικής εκφόρτισης βασισμένη σε ένα σύστημα δοκιμής τάσης αντοχής AC υψηλής τάσης 50 Hz για να διερευνήσουν την επίδραση του βρασμού ψυκτικού στη μερική εκφόρτιση. την τιμή κατωφλίου. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι ο βρασμός του ψυκτικού θα μειώσει την τιμή κατωφλίου μόνωσης του περιβάλλοντος μόνωσης. Ο Mo Shenyang και άλλοι χρησιμοποίησαν μια συσκευή δοκιμής μόνωσης για να πραγματοποιήσουν μια συστηματική μελέτη σχετικά με τα χαρακτηριστικά διάσπασης του ψυκτικού μέσου FC-72 σε υγρή, αέρια και διφασική κατάσταση. , Η διηλεκτρική ισχύς του ατμού FC-72 λήφθηκε μέσω της δοκιμής διάσπασης της τάσης συχνότητας ισχύος και πραγματοποιήθηκε η δοκιμή διηλεκτρικής ισχύος πολλαπλών πιέσεων του ατμού ψυκτικού μέσου χαμηλού σημείου βρασμού. Ο Wu Xilei και άλλοι προσομοίωσαν 4 ευρέως χρησιμοποιούμενα φθοριούχα υγρά (FC-72, The effect of Novec649, HFE-7100 και D-1) στην επίδραση απαγωγής θερμότητας του συστήματος ψύξης αλλαγής βυθισμένης φάσης. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης δείχνουν ότι η πυκνότητα ροής θερμότητας που απαιτείται για τη μεταφορά θερμότητας βρασμού D-1 είναι η μικρότερη, αλλά η μέγιστη ικανότητα απαγωγής θερμότητας είναι κοντά στο Novec649, ελαφρώς χαμηλότερη από FC-72 και HFE-7100, μπορεί να αντικαταστήσει το υπάρχον ηλεκτρονικό φθοριούχο υγρό Novec649 σε βυθισμένη ψύξη αλλαγής φάσης. Ο Dong Jinxi και άλλοι ανέλυσαν το συνθετικό ψυκτικό μέσο με βάση τους υδρογονάνθρακες (PAO) και την αιθυλενογλυκόλη #65 μέσω πειραμάτων. η φυσική σταθερότητα και η μη αγωγιμότητα του PAO είναι υψηλότερες από το #65. Τώρα υπάρχουν λιγότερες έρευνες σχετικά με τα μέσα ψύξης και χρειάζονται περαιτέρω έρευνα Πραγματοποιήθηκε περαιτέρω έρευνα και βρέθηκε ένα ψυκτικό μέσο με σταθερές φυσικές ιδιότητες και υψηλή ικανότητα απαγωγής θερμότητας.
Περαιτέρω βελτιστοποίηση της τεχνολογίας ψύξης αλλαγής βυθισμένης φάσης μπορεί να βελτιώσει την απόδοση ψύξης της. Οι επόμενες ερευνητικές κατευθύνσεις είναι οι εξής.
(1) Προετοιμάστε το ψυκτικό μέσο με σταθερές ιδιότητες, μελετήστε την επίδραση του ανομοιόμορφου περιβάλλοντος ηλεκτρικού πεδίου στις ιδιότητες του ψυκτικού υγρού και πραγματοποιήστε τη δοκιμή διηλεκτρικής ισχύος του ψυκτικού μέσου υπό υψηλή ένταση πεδίου.
(2) Το φθοριούχο υγρό έχει ισχυρή πτητότητα, έρευνα και ανάπτυξη αντίστοιχων υλικών σφράγισης ψύκτρας.
(3) Μέσω πειραμάτων, εξερευνήστε περαιτέρω την επίδραση διαφορετικών παραγόντων στο σχηματισμό φυσαλίδων στο μικροκανάλι, μελετήστε τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας βρασμού στην επιφάνεια του διακομιστή και δημιουργήστε ένα πιο αντιπροσωπευτικό μοντέλο μεταφοράς θερμότητας βρασμού.
(4) Δοκιμή χρόνου των πολυμερών υλικών συσκευασίας ηλεκτρονικών συσκευών για να διασφαλιστεί η διάρκεια ζωής τους, να μειωθεί το κόστος συντήρησης κατά τη χρήση του διακομιστή και να μειωθεί η αξιοπιστία που προκαλείται από τη συχνή συντήρηση.
