Effektiv væskekølingsteknologi til datacentre
Med den accelererede udvikling af industrier som kunstig intelligens, cloud computing og big data er efterspørgslen, skalaen og konstruktionsindsatsen for datacentre steget markant. Men energiforbrugsproblemet i datacentre bliver stadig mere alvorligt. På grund af det faktum, at en betydelig del af energiforbruget i traditionelle datacentre kommer fra kølesystemer, er det nødvendigt at udnytte nye flydende køleteknologier til at bygge grønne datacentre.
Chippens TDP (thermal design power) øges gradvist, og nogle chips når endda 360W. Dette udgør en alvorlig udfordring for varmeafledningen af serverchips i traditionelle datacentre, der almindeligvis bruger luftkølet køleteknologi. Generelt har en varmefluxtæthed på omkring 5-10 W/cm ² nået grænsen for luftkølet køleteknologi, og højere varmefluxtætheder kan let føre til, at en stor mængde varme ikke kan afgives fra chips rettidigt. Den vigtigste foranstaltning, som datacentre kan tage for at løse dette problem, er væskekølingsteknologi. Generelt set er væskers termiske ydeevne meget bedre end luftens, med en termisk ledningsevne på omkring 15-25 gange luftens og en specifik varmekapacitet endda 1000-3500 gange luftens. Væskekølet varmeafledningsteknologi har vist overlegen ydeevne i varmeoverførsel sammenlignet med luftkølet varmeafledningsteknologi.
Sammenlignet med spray- og nedsænkningsvæskekøleteknologier behøver koldpladevæskekøleteknologi ikke at overveje spørgsmålet om kølevæskeledningsevne. Der findes mange typer kølevæske, såsom deioniseret vand, nanovæsker osv., og deres termiske egenskaber er generelt bedre end isolerende kølevæske. Derudover kan optimering af koldpladestrømningskanalstrukturen øge det konvektive varmeoverførselsareal eller øge den konvektive varmeoverførselsintensitet og derved effektivt styrke varmeoverførslen. På nuværende tidspunkt bruges koldpladekølingsteknologien i datacentre hovedsageligt til chipvæskekøling, og hovedforskningsretningen er kanaltopologioptimering.
Spraykøleteknologi anvendes i datacentret, og de elektroniske enheder i serveren køles ofte på en kontakt måde ved brug af sprayplader. Jetkøleteknologi og spraykøleteknologi er to teknologier, der kan opnå højere varmeflux og varmeafledning.
Det grundlæggende arbejdsprincip for nedsænkningskøling er at nedsænke elektroniske enheder fuldstændigt i kølevæske og opnå varmeafledning gennem cirkulation. Nedsænkningskøleteknologi hører til passiv al væskekøleteknologi. På nuværende tidspunkt er de vigtigste forskningsretninger for nedsænkningskøleteknologi: optimering af nedsænkningsvarmeoverførselsstruktur (arrangement og varmeafledningsoverfladestruktur), nedsænkningshøjeffektivt kølevæske og nedsænkningskogende varmeoverførsel.
På nuværende tidspunkt fokuserer forskningsretningen for væskekølingsteknologi hovedsageligt på optimering af varmeoverførselsstrukturer, effektive kølevæsker og tofaset kogende varmeoverførsel. Optimering af varmeoverførselsstrukturer, såsom array-arrangement og mikro/nano-overfladestrukturer, for at opnå fremragende varmeoverførselsydelse ved at ændre arbejdsvæskens strømningsegenskaber, og hvordan man forbedrer bekvemmeligheden ved behandlingsteknologi, er blevet et af nøglespørgsmålene for dens effektive fremme. Væskekølingsteknologien i datacentre er stadig i sin vorden, og der er stadig mange nøgleproblemer, der skal løses omgående. Sammenlignet med datacentre bygget på luftkøleteknologi har datacentre bygget på væskekøleteknologi undergået betydelige ændringer i deres interne layout, arkitektur, udstyr og andre krav, hvilket uundgåeligt vil rekonstruere den relevante industrikæde af datacentre
