Atualmente, as soluções de refrigeração líquida para servidores de alta densidade em data centers são divididas principalmente em duas categorias: tecnologia de refrigeração líquida indireta e tecnologia de refrigeração líquida direta. Esta classificação é baseada principalmente na forma final interna das soluções de refrigeração líquida.
Palavras-chave
Tecnologia de resfriamento indireto de líquido
Tecnologia de refrigeração líquida direta
Conteúdo do artigo
A tecnologia de resfriamento indireto de líquido refere-se ao processo de transferência de calor sem contato direto entre a fonte de calor do servidor e o refrigerante líquido, classificado principalmente na placa de resfriamento e no tubo de calor. Dentre elas, a placa fria é dividida em “placa fria monofásica” e “placa fria de mudança de fase” conforme ocorre a mudança de fase no processo de transferência de calor do refrigerante.
O tubo de calor é dividido em “tipo tubo de calor de dois estágios” e “tipo tubo de calor + resfriamento a água” de acordo com a forma de dissipação de calor da extremidade de condensação. Atualmente, a solução mais popular é o resfriamento líquido por placa de resfriamento monofásico.
O servidor com refrigeração líquida do servidor Huawei Fusion usa a solução de placa monofásica com refrigeração líquida para resfriamento. A densidade de potência de um único gabinete pode chegar a 45kW/rack. O agente de sub-resfriamento usa água deionizada + agente de inibição de corrosão BTA, e a temperatura máxima do influente suportada pode chegar a 45 ℃, atingindo o nível de resfriamento líquido W4 do padrão DLC.
Tomando o clima de Pequim como exemplo (a temperatura máxima anual extrema de bulbo úmido é de 31.5°C), a torre de resfriamento pode ser usada para realizar resfriamento natural durante todo o ano, e o PUE da sala de máquinas pode ser reduzido para 1.1, teoricamente. Além disso, o MTBF do sistema de refrigeração é melhorado devido à simplificação do sistema de refrigeração.
O projeto da estrutura da placa de refrigeração líquida possui alta relação de acoplamento com o servidor e a universalidade é baixa, aumentando o custo de produção. Embora a cabeça resfriada a água no processador tenha sido adicionada com microcanais, injeção e outras tecnologias de transferência de calor aprimoradas por compósitos, a capacidade de transferência de calor por unidade de área foi melhorada ainda mais, o que precisa ser melhorado.
Atualmente, a placa de resfriamento líquido da Lenovo pode suportar CPU com potência de 270 W; a placa de resfriamento líquido tem altos requisitos no meio de resfriamento circulante, como requisitos de concentração de íons de PH, limpeza, Ca+ e Mg+ do meio de resfriamento. Esses parâmetros afetarão a capacidade de transferência de calor, corrosão, resistência de circulação, etc. A resistência local da junta de encaixe rápido é significativa, por isso precisa ser otimizada ainda mais.
A tecnologia de resfriamento direto por líquido refere-se ao processo de transferência de calor de contato direto entre o refrigerante e os componentes eletrônicos, classificado principalmente em tipo spray, tipo spray e tipo de imersão. O tipo de spray refere-se ao líquido de resfriamento pressurizado no bico de pulverização após a atomização em pequenas gotículas do tamanho de partículas, pulverizadas na superfície dos componentes eletrônicos, transferindo o calor em ebulição e eliminando o calor.
O tipo spray usa as características de transferência de calor por convecção forçada de alta velocidade para fortalecer a densidade de transferência de calor, e o princípio é semelhante ao tipo spray.
Imersão refere-se à imersão de componentes eletrônicos na transferência de calor do líquido de resfriamento, de acordo com o processo de transferência de calor, seja a transição de fase dividida em imersão monofásica e imersão de transição de fase. O resfriamento líquido submerso está atualmente no mercado para aplicações comerciais de pequena escala.
Os produtos de geração de servidores de refrigeração líquida Feitian · Kirin de Ali saíram do laboratório, na sala de dados localizada em Zhangbei, para fazer aplicações em pequena escala. A solução de resfriamento líquido visa atingir uma densidade de potência de gabinete único de 100 kW/rack e usa líquido fluorado FC-3 da 72M com temperatura de ebulição de 56 ℃, que pertence à categoria de resfriamento por imersão de mudança de fase.
A bobina do refrigerante dentro do tanque é aquecida e fervida com componentes eletrônicos, e o líquido gasoso fluorado se condensa em líquido na superfície da parede da bobina do refrigerante para realizar a transferência de calor do elemento eletrônico para o refrigerante.
Depois que o refrigerante é trocado com a água de resfriamento circulante dentro da CDU através do trocador de calor de placas, o calor é finalmente disperso para o ambiente através da torre de resfriamento externa.
Atualmente, a temperatura de entrada do refrigerante é de 30°C, e a temperatura de entrada pode ser aumentada ainda mais na otimização subsequente do produto para atingir o objetivo de resfriamento natural ao longo do ano.
Quanto ao caso de aplicação atual de refrigeração líquida submersa
tecnologia, ainda existem vários problemas como segue:
O design de estanqueidade do contêiner. Como a intensidade de transferência de calor do líquido fluorado no recipiente e do elemento eletrônico depende da taxa de carga dos componentes eletrônicos, quando a flutuação da taxa de carga é relativamente grande, a mudança do líquido fluoretado vaporizado por unidade de tempo torna-se mais extensa, o que leva à flutuação da pressão no recipiente; Fuga de solução fluorada durante a manutenção.
Devido à transferência de calor por imersão em mudança de fase, quando a TI for necessária para substituir ou manter um dos equipamentos de TI no contêiner, uma grande quantidade de líquido fluorado escapará no processo de conectar e remover equipamentos de TI porque outro negócio de equipamentos ainda está em execução .
No que diz respeito ao FC-72, o líquido fluorado pertence aos gases de efeito estufa e possui uma estrutura estável, o que significa que o líquido fluorado escapado existirá na atmosfera por muito tempo e será difícil de se decompor.
O custo da solução eletrônica fluorada é alto. Existem poucos fabricantes concentrados principalmente na 3M Company, Shell e outras empresas multinacionais, por isso não é fácil reduzir os custos no curto prazo.
