ЧАСТЬ 2

ВОДЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

ЧИСТОГО ПРОСТРАНСТВА

Жидкостные системы охлаждения уже много лет используются для отвода тепла от центров обработки данных, как правило, базовых стоек (мэйнфреймов) и высокопроизводительных компьютеров. Стремительное развитие технологий, от облачных и периферийных вычислений до искусственного интеллекта и технологии интернета вещей, привело к возрождению интереса к жидкостному охлаждению. По сравнению с решениями на основе воздушного охлаждения жидкостные системы имеют тепловую мощность до 500 раз выше на единицу объема, что позволяет более эффективно отводить тепло и интенсивнее работать микросхемам.

Существует множество практических причин для внедрения жидкостного охлаждения, включая увеличение плотности расположения кристаллов микросхем и стоек серверов, растущие требования снижения энергопотребления, ограничения пространства в существующих центрах обработки данных, сложные вычислительные среды и условия окружающей среды.

Охлаждающие характеристики жидкостей в сочетании с меньшими габаритами делают жидкостные системы идеально подходящими для периферических центров обработки данных. Проектирование таких установки с жидкостным охлаждением позволяет разместить больше вычислительных мощностей в меньшем пространстве. Кроме того, микросхемы в мощных графических и центральных процессорах достигают величин отвода тепловой мощности свыше 400 Вт. Наличие большого количества серверов такого типа делает традиционное оборудование воздушного охлаждения менее практичным и экономически выгодным.

Существует два основных типа жидкостного охлаждения – прямое охлаждение микросхем и погружное (иммерсивное) охлаждение.

ЧТО ПОДРАЗУМЕВАЕТ ПОД СОБОЙ ОХЛАЖДЕНИЕ ЧИСТОГО ПРОСТРАНСТВА?

ПРЯМОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ МИКРОСХЕМ

Для этого метода металлическая пластина крепится над центральным или графическим процессором. Тепло передается от микросхемы к пластине с помощью специального теплопередающего материала, такого как термопаста.

Жидкость охлаждает пластину, позволяя ей продолжать поглощать тепло. Прямое охлаждение микросхем может быть достигнуто как в однофазной, так и в двухфазной системе.

ОДНОФАЗНАЯ СИСТЕМА | Одноконтурные или двухконтурные системы

DCC_LiquidToLiquid_ChipCooling_SingleLoo

ОДНОФАЗНАЯ СИСТЕМА

В данной схеме нагретая жидкость от пластины проходит через теплообменник в водяной контур. Затем она может пройти через сухой охладитель или градирню перед подачей обратно на пластину. Однако, поскольку эта система охлаждает только центральные процессоры, которые выделяют около 60 - 70% общего тепла, для остальных 30 - 40% требуется обеспечить воздушное охлаждение.

DCC_LiquidToLiquid_ChipCooling_DoubleLoo

ДВУХФАЗНАЯ СИСТЕМА

Как следует из названия, теплоноситель в процессе передаци тепла переходит из одной фазы в другую – из жидкой фазы в газообразную и обратно. Несмотря на то, что такая система обеспечивает более высокую эффективность отвода тепла по сравнению с однофазной системой, она требует дополнительного контроля для эффективной работы. В системе двухфазного прямого жидкостного охлаждения микросхем используются низкокипяшие диэлектрические теплоносители для предотвращения повреждения оборудования при утечке. Диэлектрический горячий пар подается либо в наружный конденсатор, либо в промежуточный теплообменник.

DCC_LiquidToLiquid_ChipCooling2Phase_Sin

БРОШЮРА: ЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

В этой статье мы дадим Вам представление о возможностях при выборе теплообменных технологий жидкостного охлаждения. Пластинчатые теплообменники - проверенное решение при работе с диэлектрическими жидкостями при рассмотрении наилучших методик проектирования таких систем.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ И СКАЧАТЬ НАШУ БРОШЮРУ

ПОГРУЖНОЕ (ИММЕРСИВНОЕ) ОХЛАЖДЕНИЕ

Данная схема подразумевает погружение компонентов информационно-технологических систем, включая серверы, в диэлектрическую жидкость или хладагент, которые поглощают тепло в одно- или двухфазном процессе теплообмена. Жидкость заполняет корпус сервера или открытый резервуар / ванну. Существует две основных типа охлаждающих жидкостей: углеводороды и фторуглероды.Также они делятся на однофазные и двухфазные.

DCC_LiquidToLiquid_Immersive1Phase_Singl

ОДНОФАЗНАЯ СИСТЕМА

ЗАКРЫТЫЙ КОРПУС – ОДНОФАЗНАЯ КОНТУРНАЯ СИСТЕМА

Все компоненты сервера погружены в диэлектрическую охлаждающую жидкость внутри герметичного корпуса. Охлаждающая жидкость отбирает тепло от оборудования и передает его через пластинчатый теплообменник в сухую или мокрую градирню. или для повторного использованием для нагрева.

DCC_LiquidToLiquid_Immersive1Phase_Doubl

ПОГРУЖЕНИЕ В ОТКРЫТЫЙ РЕЗЕРВУАР / ВАННУ

Данный метод погружения серверов в диэлектрическую охлаждающую жидкость называется так, потому что в нем используются резервуары, напоминающие ванны. Серверы размещены рядом друг с другом внутри резервуаров, работающих при атмосферном давлении, при этом охлаждающая жидкость перекачивается через погруженное в резервуары оборудование.

Погружение в открытую ванну может осуществляться в рамках как однофазной, так и двухфазной систем.

В однофазной системе хладагент остается в жидком виде, а тепло, поглощенное от серверов, отводится с помощью теплообменника и подается в водяной контур охлаждения. В двухфазной системе часть жидкости закипает, превращаясь в газ, который поднимается над оставшейся жидкостью и охлаждается с переходом в жидкое состояние в конденсаторном блоке. Затем жидкость возвращается к содержимому ванны.

НАШИ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ...

Паяные Пластинчатые Теплообменники

Разборные Пластинчатые Теплообменники

Оребренные трубные

пучки

Компания Кельвион предлагает широкий ассортимент теплообменников и охладителей, специально разработанных для удовлетворения самых жестких требований центров обработки данных. Теплообменники позволяют осуществлять эффективную, надежную и безопасную передачу тепла для поддержания функциональности информационно-технологического оборудования в режиме 24/7.

Оборудование Кельвион разрабатывается и производится собственными силами и способно работать в широком диапазоне температур и давлений. Значения коэффициентов теплопередачи и потерь давления для оборудования тщательно контролируются нашими экспертами в аттестованных научно-исследовательских лабораториях для обеспечения оптимальной производительности и высочайшего качества. Комбинируя несколько типов теплообменников Кельвион, заказчики могут максимально повысить эффективность благодаря подбору оптимальных комплексных решений.

Эксперты Кельвион осознают все трудности, связанные с технологией погружного охлаждения, включая высокую стоимость и короткий срок службы жидкостей, а также совместимость материалов. Мы гарантируем, что используемые материалы соответствуют свойствам теплоносителей. Например, мы используем трубы из нержавеющей стали вместо медных, которые подвергаются коррозии от деионизированной воды. Кроме того, диэлектрические масла зачастую имеют гораздо более высокую вязкость по сравнению с водой, что приводит к необходимости использования большего число меньших трубных пучков и внутренних турбулизаторов либо установки насосов большей мощности для преодоления перепада давления.

Выбирая правильные решения для охлаждения, мы можем помочь заказчикам избежать излишних затрат и повысить эффективность использования электроэнергии и воды. Так, паяные пластинчатые теплообменники идеально подходят для небольших нагрузок и позволяют обеспечить отдельный аппарат для каждого резервуара, благодаря чему исключается единая точка потенциального отказа. Для больших нагрузок мы рекомендуем использовать разборные пластинчатые теплообменники, которые обладают необходимой универсальностью для адаптации к различным нагрузкам. Они сочетают в себе высокую эффективность с низкими эксплуатационными расходами, просты в техническом обслуживании и являются надежным и эффективным решением для разделения серверного и водяного контуров.

... И ОТВОДА / РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА

Тепло от оборудования передается через пластинчатый теплообменник или трубный пучок в сухой охладитель или градирню перед отводом в окружающий воздух или повторным использованием для нагрева. Подробнее познакомиться с нашими технологиями отвода тепла и их преимуществами Вы сможете ознакомиться в 3 части K˚Focus. Следите за нашими публикациями!