טכנולוגיית קירור נוזלים יעילה למרכזי נתונים
עם ההתפתחות המואצת של תעשיות כמו בינה מלאכותית, מחשוב ענן וביג דאטה, הביקוש, קנה המידה ומאמצי הבנייה של מרכזי נתונים גדלו משמעותית. עם זאת, בעיית צריכת האנרגיה במרכזי נתונים הולכת ונעשית חמורה יותר. בשל העובדה שחלק ניכר מצריכת האנרגיה במרכזי נתונים מסורתיים מגיע ממערכות קירור, יש צורך להשתמש בטכנולוגיות קירור נוזליות מתפתחות לבניית מרכזי נתונים ירוקים.
TDP (כוח עיצוב תרמי) של השבב עולה בהדרגה, וחלק מהשבבים מגיעים אפילו ל-360W. זה מציב אתגר רציני לפיזור החום של שבבי שרת במרכזי נתונים מסורתיים המשתמשים בדרך כלל בטכנולוגיית קירור מקורר באוויר. באופן כללי, צפיפות שטף חום בסביבות 5-10 W/cm ² הגיעה לגבול של טכנולוגיית קירור מקורר אוויר, וצפיפות שטף חום גבוהה יותר יכולה להוביל בקלות לכך שלא ניתן יהיה לפרוק כמות גדולה של חום מה- צ'יפס בזמן. האמצעי העיקרי שמרכזי נתונים יכולים לנקוט כדי לפתור בעיה זו הוא טכנולוגיית קירור נוזלי. באופן כללי, הביצועים התרמיים של נוזלים טובים בהרבה מאלו של האוויר, עם מוליכות תרמית של בערך פי 15-25 מזו של אוויר וקיבולת חום ספציפית אפילו פי 1000-3500 מזו של אוויר. טכנולוגיית פיזור חום מקורר נוזל הוכיחה ביצועים מעולים בהעברת חום בהשוואה לטכנולוגיית פיזור חום מקורר באוויר.
בהשוואה לטכנולוגיות קירור נוזלי ריסוס וטבילה, טכנולוגיית קירור נוזלי הצלחת הקרה אינה צריכה להתחשב בסוגיית מוליכות נוזל הקירור. ישנם סוגים רבים של נוזל קירור זמינים, כגון מים מופחתים, ננו-נוזלים וכו', והתכונות התרמיות שלהם בדרך כלל טובות יותר מאשר נוזל קירור מבודד. בנוסף, אופטימיזציה של מבנה ערוץ הזרימה של הפלטה הקרה יכולה להגדיל את אזור העברת החום ההסעה או לשפר את עוצמת העברת החום ההסעה, ובכך לחזק ביעילות את העברת החום. נכון לעכשיו, טכנולוגיית קירור הפלטה הקרה במרכזי נתונים משמשת בעיקר לקירור נוזלי שבבים, וכיוון המחקר העיקרי הוא אופטימיזציה של טופולוגיית ערוץ.
טכנולוגיית קירור תרסיס מיושמת במרכז הנתונים, והמכשירים האלקטרוניים בשרת מקוררים לרוב בדרך מגע באמצעות לוחות ריסוס. טכנולוגיית קירור סילון וטכנולוגיית קירור בהתזה הן שתי טכנולוגיות שיכולות להשיג שטף חום גבוה יותר ופיזור חום.
עקרון העבודה הבסיסי של קירור טבילה הוא לטבול לחלוטין מכשירים אלקטרוניים בנוזל קירור ולהשיג פיזור חום באמצעות מחזור. טכנולוגיית קירור טבילה שייכת לכל טכנולוגיית הקירור הנוזלי פסיבי. נכון להיום, כיווני המחקר העיקריים של טכנולוגיית קירור טבילה הם: אופטימיזציה של מבנה העברת החום בטבילה (מבנה פני השטח של סידור ופיזור חום), נוזל קירור טבילה ביעילות גבוהה והעברת חום רותח בטבילה.
כיום, כיוון המחקר של טכנולוגיית קירור נוזלים מתמקד בעיקר באופטימיזציה של מבני העברת חום, נוזלי קירור יעילים והעברת חום רותח דו-פאזי. אופטימיזציה של מבני העברת חום, כגון סידור מערכים ומבני משטח מיקרו/ננו, להשגת ביצועי העברת חום מצוינים על ידי שינוי מאפייני הזרימה של נוזל העבודה, וכיצד לשפר את הנוחות של טכנולוגיית העיבוד, הפכה לאחד הנושאים המרכזיים עבור הקידום היעיל שלו. טכנולוגיית הקירור הנוזלי במרכזי הנתונים עדיין בחיתוליה, ועדיין ישנן סוגיות מפתח רבות שצריכות לטפל בהן בדחיפות. בהשוואה למרכזי נתונים הבנויים על טכנולוגיית קירור אוויר, מרכזי נתונים הבנויים על טכנולוגיית קירור נוזלי עברו שינויים משמעותיים בפריסה הפנימית, בארכיטקטורה, בציוד ובדרישות אחרות, אשר ישחזרו בהכרח את שרשרת מרכזי הנתונים הרלוונטיים בתעשייה.
