Kemajuan Penelitian Pendinginan Perubahan Fase Terendam di Pusat Data

Dengan peningkatan kinerja komputer dan integrasi peralatan komputasi, kepadatan aliran panas pusat data telah meningkat, dan persyaratan untuk sistem pembuangan panas juga meningkat. Karena titik panas dan masalah konsumsi energi yang tinggi dari pendinginan air dan pendinginan udara tradisional, sulit untuk memenuhi masalah yang muncul

Persyaratan pembuangan panas perangkat elektronik telah menyebabkan pengembangan teknologi pendinginan perubahan fase terbenam. Sistem pendingin perubahan fase terbenam terutama terdiri dari bagian penguapan, bagian kondensasi dan sistem sirkulasi.

Peralatan pemanas direndam dalam inert isolasi Kontak langsung dengan agen untuk pembuangan panas.

Metode ini memiliki keunggulan kinerja pembuangan panas yang baik dan konsumsi energi yang rendah. Saat ini, teknologi pendinginan perubahan fase perendaman masih dalam tahap awal. Dalam beberapa tahun ke depan, dengan perkembangan pesat teknologi seperti industri pintar dan komputasi awan, teknologi pembuangan panas baru yang diwakili oleh pendinginan perubahan fase perendaman pasti akan menjadi teknologi pembuangan panas utama untuk pusat data.

Artikel ini mengambil struktur dan prinsip utama dari sistem pendingin perubahan fase terbenam sebagai titik awal, menganalisis fokus penelitian saat ini dan status pengembangan dari pemilihan bahan pendingin dan mekanisme perpindahan panas mendidih, dan prospek teknologi pendinginan perubahan fase terbenam. .

Para ahli telah melakukan banyak penelitian tentang metode pembuangan panas pusat data: pembuangan panas berpendingin udara tradisional telah dioptimalkan untuk organisasi aliran udara, server pembuangan panas berpendingin air telah dipasang dengan backplanes, teknologi pembuangan panas pipa panas, perubahan fase terendam pendinginan, dan pemulihan panas limbah telah dilakukan.

Penelitian tentang berbagai teknologi untuk mengurangi konsumsi energi. Pada saat yang sama, produsen server besar di dalam dan luar negeri juga secara aktif mengeksplorasi metode pembuangan panas yang efisien. Perusahaan Sugon China's pernah meluncurkan server pendingin terbenam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Server ini dapat digunakan di pusat data Nilai PUE ruang komputer berkurang menjadi 1,05, dan konsumsi energi berkurang lebih dari 30% dibandingkan dengan pusat data berpendingin udara tradisional. Manfaat ekonominya signifikan."Kirin" server yang diluncurkan oleh Alibaba tidak memerlukan AC, kipas angin, dan aksesori lainnya dan dapat digunakan di mana saja. Ini menghemat lebih dari 75% ruang, dan tingkat kedap udara yang tinggi membuat komponen elektronik jauh dari debu, kelembaban dan faktor lainnya, dan terlindung dari gangguan eksternal. Selain peralatan pembuangan panas, beberapa perusahaan berkomitmen untuk penelitian dan pengembangan media pendingin, yang dikembangkan oleh 3M di Amerika Serikat. Pendingin Novec, yang memiliki sifat isolasi paling dasar, memiliki titik didih lebih rendah daripada media pendingin biasa. (seperti air murni, cairan berfluorinasi, dan minyak mineral).

Di berbagai arah penelitian, perendaman Karena keunggulannya seperti kinerja pembuangan panas yang tinggi, perawatan yang mudah, dan kebisingan yang rendah, teknologi pendinginan perubahan fasa telah menjadi fokus penelitian saat ini.

Pemilihan media pendingin Perangkat sistem pendingin perubahan fasa terendam membutuhkan kinerja penyegelan yang tinggi dan persyaratan yang lebih tinggi untuk fasilitas perangkat keras; pada saat yang sama, pilihan media pendingin juga merupakan kunci dari teknologi pendinginan perubahan fase terbenam. Media pendingin yang memenuhi syarat harus memiliki karakteristik sebagai berikut.

(1) Ini memiliki panas laten penguapan yang tinggi, yaitu jumlah pembuangan panas yang sama menggunakan lebih sedikit media pendingin, yang dapat meningkatkan efisiensi pembuangan panas sekaligus mengurangi konsumsi energi tambahan dari pompa, menara pendingin, dan peralatan lainnya.

(2) Ini memenuhi persyaratan insulasi dalam keadaan campuran cair, gas dan gas-cair.

(3) Harus memiliki titik didih yang rendah. Ketika suhu server tidak terlalu tinggi, cairan pendingin juga dapat mengalami perubahan fase stabil untuk menghilangkan panas guna memastikan suhu server yang stabil dan pengoperasian normal pusat data.

(4) Non-korosif terhadap material server.

(5) Ramah lingkungan, tidak beracun dan tidak berbahaya, dan mudah ditangani.

(6) Ekonomi tinggi. Saat ini, zat aromatik, silikat dan fluorokarbon termasuk dalam ruang lingkup penelitian media pendingin sistem pendingin perubahan fasa terendam. Minyak mineral dan cairan berfluorinasi adalah media pendingin kontak langsung yang lebih banyak digunakan. Minyak mineral murah Ramah lingkungan, tidak beracun dan tidak berbahaya, tetapi mudah terurai dan merupakan zat yang mudah terbakar, yang lebih berbahaya. Dibandingkan dengan minyak mineral, harga fluorida sedikit lebih tinggi, tetapi sifatnya stabil, tahan api, dan konstanta dielektrik yang sesuai. Media pendingin paling populer saat ini. Xu Yongsheng dan yang lainnya menggunakan elektroda pelat jarum untuk mensimulasikan lingkungan medan listrik umum yang sangat tidak merata, dan membangun platform deteksi pelepasan sebagian berdasarkan sistem uji tegangan ketahanan AC 50Hz tegangan tinggi untuk mengeksplorasi efek pendidihan zat pendingin pada pelepasan sebagian Pengaruh nilai ambang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pendidihan refrigeran akan menurunkan nilai ambang batas isolasi lingkungan isolasi. Mo Shenyang dan yang lainnya menggunakan perangkat uji insulasi untuk melakukan studi sistematis tentang karakteristik kerusakan refrigeran FC-72 dalam keadaan cair, gas, dan dua fase. , Kekuatan dielektrik uap FC-72 diperoleh melalui uji kerusakan tegangan frekuensi daya, dan uji kekuatan dielektrik multi-tekanan dari uap refrigeran titik didih rendah direalisasikan. Wu Xilei dan lainnya mensimulasikan 4 cairan berfluorinasi yang umum digunakan (FC-72, Pengaruh Novec649, HFE-7100 dan D-1) pada efek pembuangan panas dari sistem pendingin perubahan fase terendam. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kerapatan fluks panas yang diperlukan untuk perpindahan panas didih D-1 adalah yang terkecil, tetapi kapasitas disipasi panas maksimumnya mendekati Novec649, sedikit Lebih rendah dari FC-72 dan HFE-7100, dapat menggantikan fluorinasi elektronik yang ada Novec649 cair dalam pendinginan perubahan fase terbenam. Dong Jinxi dan yang lainnya menganalisis pendingin berbasis hidrokarbon sintetis (PAO) dan #65 etilen glikol melalui eksperimen Sifat fisik dan termodinamika pendingin serupa (selanjutnya disebut sebagai #65), #65 memiliki kapasitas pembuangan panas yang lebih tinggi daripada PAO, tetapi stabilitas fisik dan non-konduktivitas PAO lebih tinggi dari #65. Sekarang ada lebih sedikit penelitian tentang media pendingin dan perlu Penelitian lebih lanjut dilakukan dan menemukan media pendingin dengan sifat fisik yang stabil dan kapasitas disipasi panas yang tinggi.

Optimalisasi lebih lanjut dari teknologi pendinginan perubahan fase terendam dapat meningkatkan efisiensi pendinginannya. Arah penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut.

(1) Siapkan media pendingin dengan sifat stabil, pelajari pengaruh lingkungan medan listrik yang tidak merata pada sifat cairan pendingin, dan lakukan uji kekuatan dielektrik media pendingin di bawah kekuatan medan tinggi.

(2) Cairan berfluorinasi memiliki volatilitas yang kuat, penelitian dan pengembangan bahan penyegel heat sink yang cocok.

(3) Melalui eksperimen, eksplorasi lebih lanjut pengaruh berbagai faktor pada pembentukan gelembung di saluran mikro, pelajari mekanisme perpindahan panas mendidih di permukaan server, dan buat model perpindahan panas mendidih yang lebih representatif.

(4) Uji waktu bahan polimer pengemasan perangkat elektronik untuk memastikan masa pakainya, mengurangi biaya perawatan selama penggunaan server dan mengurangi keandalan yang disebabkan oleh perawatan yang sering.