התקדמות המחקר של קירור שינוי שלב שקוע במרכז הנתונים
עם שיפור ביצועי המחשב ושילוב ציוד המחשוב, גדלה צפיפות זרימת החום של מרכזי נתונים, וגם הדרישות למערכות פיזור חום עולות. בגלל הנקודות החמות ובעיות צריכת האנרגיה הגבוהות של קירור מים וקירור אוויר מסורתיים, קשה להתמודד עם בעיות מתעוררות
דרישות פיזור החום של מכשירים אלקטרוניים הובילו לפיתוח של טכנולוגיית קירור שינוי שלב שקוע. מערכת הקירור לשינוי שלב טבול מורכבת בעיקר מקטע אידוי, קטע עיבוי ומערכת מחזור.
ציוד החימום שקוע במגע אינרטי מבודד מגע ישיר עם הסוכן לפיזור חום.
לשיטה זו היתרונות של ביצועי פיזור חום טובים וצריכת אנרגיה נמוכה. נכון לעכשיו, טכנולוגיית הקירור לשינוי שלב הטבילה נמצאת בחיתוליה. בשנים הקרובות, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיות כמו תעשייה חכמה ומחשוב ענן, טכנולוגיות פיזור חום חדשות המיוצגות על ידי קירור שינוי שלב הטבילה יהפכו בוודאי לטכנולוגיית פיזור החום המרכזית עבור מרכזי נתונים.
מאמר זה לוקח את המבנה והעיקרון העיקריים של מערכת הקירור לשינוי שלב שקוע כנקודת ההתחלה, מנתח את המיקוד המחקרי וסטטוס הפיתוח הנוכחי מבחירת חומרי הקירור ומנגנון העברת החום הרותח, והסיכויים לטכנולוגיית הקירור לשינוי שלב שקוע. .
חוקרים ערכו מחקרים רבים על שיטות פיזור החום של מרכזי נתונים: פיזור חום מסורתי מקורר אוויר עבר אופטימיזציה לארגון זרימת אוויר, שרתי פיזור חום מקוררים במים הותקנו עם מטוסים אחוריים, טכנולוגיית פיזור חום בצינור חום, שינוי פאזה שקועה בוצעו קירור ושחזור חום פסולת.
מחקר על מגוון טכנולוגיות להפחתת צריכת האנרגיה. במקביל, יצרני שרתים גדולים מבית ומחוץ לבחון באופן פעיל שיטות יעילות לפיזור חום. חברת Sugon של סין' השיקה פעם שרת קירור שקוע, כפי שמוצג באיור 2.
ניתן להשתמש בשרת זה במרכזי נתונים. ערך ה-PUE של חדר המחשבים מופחת ל-1.05, וצריכת האנרגיה מופחתת ביותר מ-30% בהשוואה למרכז הנתונים המסורתי מקורר האוויר. היתרונות הכלכליים משמעותיים. ה-& quot;קירין" שרת שהושק על ידי Alibaba אינו דורש מיזוג אוויר, מאווררים ואביזרים אחרים וניתן לפרוס אותו בכל מקום. הוא חוסך יותר מ-75% מהמקום, ומידת האטימות הגבוהה שלו מרחיקה רכיבים אלקטרוניים מאבק, לחות וגורמים אחרים, ומוגנת מפני הפרעות חיצוניות. בנוסף לציוד פיזור חום, חברות מסוימות מחויבות למחקר ופיתוח של אמצעי קירור, שפותחו על ידי 3M בארצות הברית. נוזל קירור של Novec, בעל תכונות הבידוד הבסיסיות ביותר, הוא בעל נקודת רתיחה נמוכה מזו של אמצעי קירור רגילים. (כגון מים טהורים, נוזל מופלר ושמן מינרלי).
בכיווני מחקר שונים, טבילה בשל יתרונותיה כגון ביצועי פיזור חום גבוהים, תחזוקה נוחה ורעש נמוך, טכנולוגיית הקירור לשינוי שלב הפכה למוקד המחקר הנוכחי.
בחירת אמצעי קירור התקן מערכת הקירור לשינוי שלב טבול דורש ביצועי איטום גבוהים ודרישות גבוהות יותר למתקני חומרה; יחד עם זאת, הבחירה במדיום הקירור היא גם המפתח לטכנולוגיית הקירור לשינוי שלב שקוע. מדיום קירור מוסמך צריך להיות בעל המאפיינים הבאים.
(1) יש לו חום אידוי סמוי גבוה, כלומר, אותה כמות של פיזור חום משתמשת בפחות מדיום קירור, מה שיכול לשפר את יעילות פיזור החום תוך הפחתת צריכת האנרגיה הנוספת של משאבות, מגדלי קירור וציוד אחר.
(2) הוא עומד בדרישות הבידוד במצבו המעורב הנוזל, הגז והגז-נוזל.
(3) היא צריכה להיות בעלת נקודת רתיחה נמוכה. כאשר טמפרטורת השרת אינה גבוהה במיוחד, נוזל הקירור יכול לעבור גם שינוי פאזה יציב כדי להסיר את החום כדי להבטיח את הטמפרטורה היציבה של השרת ופעילות תקינה של מרכז הנתונים.
(4) לא מאכל לחומרי שרת.
(5) זה ידידותי לסביבה, לא רעיל ולא מזיק, וקל לטפל בו.
(6) כלכלה גבוהה. נכון לעכשיו, חומרים ארומטיים, סיליקטים ופלואו-פחמנים כלולים בהיקף המחקר של מדיום הקירור של מערכת קירור שינוי פאזה שקועה. שמן מינרלי ונוזל פלואור הם אמצעי קירור מגע ישיר בשימוש נרחב יותר. שמן מינרלי הוא זול, ידידותי לסביבה, לא רעיל ולא מזיק, אבל מתפרק בקלות והוא חומר בעירה, שהוא מסוכן יותר. בהשוואה לשמן מינרלי, מחיר הפלואוריד מעט גבוה יותר, אך תכונותיו יציבות, מעכבות בעירה וקבוע דיאלקטרי מתאים. אמצעי הקירור הפופולרי ביותר כיום. Xu Yongsheng ואחרים השתמשו באלקטרודות של לוחות מחט כדי לדמות את סביבת השדה החשמלי הלא אחיד הנפוצה ביותר, ובנו פלטפורמת זיהוי פריקה חלקית המבוססת על מערכת בדיקת מתח AC עמידה במתח גבוה של 50Hz כדי לחקור את ההשפעה של רותח קירור על פריקה חלקית. ערך הסף. תוצאות המחקר מראות שהרתחה של הקירור תפחית את ערך סף הבידוד של סביבת הבידוד. מו שניאנג ואחרים השתמשו במכשיר לבדיקת בידוד כדי לבצע מחקר שיטתי על מאפייני התמוטטות של נוזל הקירור FC-72 במצבי נוזל, גז ודו-פאזי. , החוזק הדיאלקטרי של אדי FC-72 הושג באמצעות בדיקת התמוטטות מתח בתדר ההספק, ובוצעה בדיקת החוזק הדיאלקטרי רב-לחץ של אדי הקירור עם נקודת הרתיחה הנמוכה. Wu Xilei ואחרים דימו 4 נוזלים מופלרים בשימוש נפוץ (FC-72, The impact of Novec649, HFE-7100 ו-D-1) על השפעת פיזור החום של מערכת הקירור לשינוי שלב השקוע. תוצאות הסימולציה מראות שצפיפות שטף החום הנדרשת להעברת חום רותח D-1 היא הקטנה ביותר, אך יכולת פיזור החום המקסימלית שלה קרובה ל-Novec649, מעט נמוכה יותר מ-FC-72 ו-HFE-7100, היא יכולה להחליף את ההפלרה האלקטרונית הקיימת נוזל Novec649 בקירור שינוי פאזה שקוע. דונג ג'ינשי ואחרים ניתחו נוזל קירור סינטטי מבוסס פחמימנים (PAO) ואתילן גליקול מס' 65 באמצעות ניסויים. התכונות הפיזיקליות והתרמודינמיות של נוזל הקירור הדומה (להלן 65), ל-#65 יש יכולת פיזור חום גבוהה יותר מ-PAO, אך היציבות הפיזית ואי-המוליכות של PAO גבוהים מ-#65. כעת יש פחות מחקרים על אמצעי קירור וצורך מחקר נוסף בוצע ומצא מצע קירור בעל תכונות פיזיקליות יציבות ויכולת פיזור חום גבוהה.
אופטימיזציה נוספת של טכנולוגיית הקירור לשינוי שלב שקוע יכולה לשפר את יעילות הקירור שלה. כיווני המחקר הבאים הם כדלקמן.
(1) הכן את מצע הקירור בעל תכונות יציבות, למד את השפעת סביבת השדה החשמלי הלא אחיד על תכונות נוזל הקירור, ובצע את בדיקת החוזק הדיאלקטרי של המדיום הקירור תחת חוזק שדה גבוה.
(2) לנוזל פלואור יש תנודתיות חזקה, מחקר ופיתוח של חומרי איטום לגוף קירור תואמים.
(3) באמצעות ניסויים, לחקור עוד את ההשפעה של גורמים שונים על היווצרות בועות במיקרו-ערוץ, ללמוד את מנגנון העברת החום הרותח על פני השרת, ולבנות מודל העברת חום רותח מייצג יותר.
(4) בדוק בזמן את חומרי האריזה הפולימריים של מכשירים אלקטרוניים כדי להבטיח את חיי השירות שלהם, להפחית את עלות התחזוקה במהלך השימוש בשרת ולהפחית את האמינות הנגרמת מתחזוקה תכופה.
