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你还在用传统风冷为数据中心电子硬件降温吗?3M率先进行数据中心液体冷却技术变革,提供能源环保型解决方案,一篇文章为你科普浸没式液冷的常见小知识!
1.什么是浸没式液冷?
浸没式液冷是一种通过直接将硬件浸入绝缘性液体(例如3M?Fluorinert?或3M?Novec?电子氟化液)中,以此冷却数据中心IT硬件的方法。电子部件产生的热量直接有效地传递给浸没液体。这就降低了对于传统冷却方法中常见的热界面材料、散热器、风扇、屏蔽罩、钣金和其他部件的需求。
2.与空气冷却相比,浸没式液冷有什么好处?
与传统空气冷却相比,使用3M氟化液进行浸没式液冷具有提升热效率(即PUE更低)、数据中心的性能和可靠性等诸多优势。
浸没式液冷还避免了复杂的气流管理。经过优化的浸没式液冷数据中心可以减少投资和运营支出,缩短施工时间,降低施工复杂度。浸没式液冷提高了计算密度,可以实现更为灵活的数据中心布局,清除了场地成本较高或区域空间受限等数据中心的选址障碍。
最后,使用3M氟化液进行浸没式液冷可以消除对冷水机组(带节水器)和空气冷却中所用复杂控件的需求,从而有助于消除因用水、能效和成本而导致的性能受限。同时,通过利用多种气候下的自然水温实现全天候冷却,无需蒸发设施,这就有助于降低冷却数据中心的用水需求。
3.浸没式液冷和冷板式液冷之间有什么区别?
浸没式液冷包括将IT硬件直接浸入充满绝缘性冷却液的密闭容器中:电子组件产生的热量直接传导至氟化液。相反,冷板式液冷技术则完全阻隔了冷却液与电子器件之间的直接接触:使用泵和管道将冷却液送至与电子部件接触的冷板上来传递热量,其传热效率和均匀性较浸没式液冷偏低。
浸没式液冷和冷板式液冷均可使用3M氟化液,通过单相和相变方法实现。
4.浸没式液冷常见实现方式有哪些?
常见的浸没式液冷的实现方法有两种:浸没腔式和机壳式。
浸没腔式浸没液冷使用密封但可打开维护的腔体盛放冷却液和IT设备。这就消除了对单独密封连接器、压力容器、密封件和机壳的需求。但服务器必须垂直安装在浸没腔内。
在机壳设计中,服务器电子器件被密封在单个服务器机壳内。氟化液只在服务器密封壳体中循环,从电子部件上带走热量。机壳设计通常可以和传统结构类似,将服务器机壳横向插入常规机架来进行部署。
5.在单相浸没式液冷和相变浸没式液冷之间进行选择时,有哪些注意事项?
单相浸没式液冷系统的浸没机柜设计更为简单,氟化液更易操作、维护。与相变浸没式液冷相比,单相浸没式液冷在材料兼容性和循环中污染物上的隐患也更少。
与单相浸没式液冷相比,采用被动相变浸没式液冷系统时,可以通过沸腾过程(通过液相到气相的变化),实现更高的传热效率,从而通过相变浸没式液冷,实现更大的功率密度(高达至千瓦/浸没腔)。此外,支持相变浸没式液冷所需的冷却基础设施通常胶简单,如果使用干式冷却器作为一次侧冷却,无需冷却水塔等蒸发降温设施。
6.哪些类型的电子氟化液可以用于单相浸没式液冷?
含氟化合物(或碳氟化合物)和碳氢化合物(例如矿物油、合成油、天然油)均可用于单相浸没式液冷。其中必须使用高沸点(高于系统最高温度)冷却液体,确保液体在应用中始终处于液体状态。
确定各种含氟化合物和碳氢化合物时的考虑因素包括:传热性能(长期稳定性和可靠性等)、IT硬件维护便利性、液体清洁和替换需求、材料对器件材料的兼容性、电气性能、易燃性或可燃性、环境影响、安全相关问题等,以及单个浸没腔或数据中心在使用年限内的总液体(维护)成本。
7.哪些类型的电子氟化液可以用于相变浸没式液冷?
通常情况下,沸点较低的含氟液体主要用于相变浸没式液冷。碳氢化合物通常不用于相变浸没式液冷系统,因为绝大多数碳氢化合物均具有可燃或易燃特性。
确定各种含氟化合物的考虑因素包括:对于IT性能的影响(一致性、可靠性等)、IT硬件维护便利性、液体清洁和替换需求、液体对材料的兼容性、电气性能、易燃性或可燃性、环境影响、安全相关问题,以及单个浸没腔或数据中心使用年限内的总液体(维护)成本。
与传统冷却技术相比,浸没式液冷不仅提升了热效率、数据中心的性能和可靠性,还减少了投资和运营支出,缩短施工时间,降低施工复杂度,是数据中心冷却电子部件的好帮手!但同时,浸没式液冷作为新技术,也被许多困惑和谬论所围绕,下期我们将解答浸没式冷却中的常见误解,敬请期待!