Uvod i klasifikacija sustava za hlađenje tekućinom

 

U informacijskom dobu poslužitelji podatkovnih centara postaju sve važniji kao temeljne komponente moderne računalne infrastrukture. Jednako je značajna i toplina koju generiraju poslužitelji tijekom rada. Sve veći zahtjevi za obradom i pohranom podataka stavljaju veliki pritisak na računalnu snagu i mogućnosti hlađenja poslužitelja.

 

Dvije glavne metode hlađenja - hlađenje zrakom i hlađenje tekućinom - glavni su pristupi koji se koriste. Zbog duge povijesti razvoja zračnog hlađenja, to je zrelija tehnologija i trenutni glavni izbor. Međutim, s promicanjem i komercijalizacijom modela umjetne inteligencije i računalstva u oblaku te sve većom potrošnjom energije poslužitelja, hlađenje tekućinom postaje preferirana alternativa hlađenju zrakom.

 

▲ Sustav hlađenja tekućinom

 

Hlađenje tekućinom poslužitelja primarno prenosi toplinu koju generiraju unutarnje komponente IT opreme u podatkovnim centrima kroz protok tekućine, postižući disipaciju topline i hlađenje opreme. Trenutno postoje tri glavne vrste hlađenja tekućinom: hlađenje uranjanjem, hlađenje hladnom pločom i hlađenje raspršivanjem.

 

Hlađenje uranjanjem može se podijeliti na jednofazno hlađenje uranjanjem i hlađenje uranjanjem s promjenom faze, a obje su metode hlađenja tekućinom s izravnim kontaktom. U ovom sustavu, serveri i druga oprema izravno su uronjeni u rashladnu tekućinu koja apsorbira toplinu iz komponenti. Budući da su komponente koje stvaraju toplinu u izravnom kontaktu s rashladnom tekućinom, gustoća hlađenja je maksimizirana, pružajući potpunu pokrivenost. Kao rezultat toga, hlađenje uranjanjem nudi značajno bolju učinkovitost hlađenja od tradicionalnog hlađenja zrakom i standardnih rješenja za hlađenje tekućinom, pružajući stabilne i pouzdane performanse hlađenja. Međutim, ova metoda zahtijeva stroge uvjete za veličinu serverske sobe i tehničko rukovanje, uz visoke troškove upravljanja i održavanja.

 

▲ Uranjajuće hlađenje

 

Hlađenje raspršivanjem još je jedna metoda hlađenja tekućinom u izravnom kontaktu, koja se razlikuje od hlađenja uranjanjem. U ovom sustavu rashladna tekućina ili rashladni medij izravno se raspršuje na komponente poslužitelja i drugih uređaja koji stvaraju toplinu. Strujanjem i isparavanjem tekućine dolazi do izmjene topline, što rezultira hlađenjem. Nakon izmjene topline, raspršena rashladna tekućina se reciklira za ponovno raspršivanje, čineći trošak ove metode značajno nižim od hlađenja uranjanjem, iako je učinkovitost hlađenja donekle smanjena.

 

▲ Hlađenje sprejom

 

Kod hlađenja hladnom pločom komponente koje stvaraju toplinu uglavnom dolaze u dodir s hladnom pločom. Rashladna tekućina teče kroz šuplju unutrašnjost hladne ploče, prenoseći toplinu s komponenti neizravno na rashladnu tekućinu, koja zatim cirkulira kroz sustav kako bi raspršila toplinu. Ova se metoda smatra rješenjem za hlađenje tekućinom u neizravnom kontaktu. U usporedbi s uronjenim hlađenjem, hlađenje hladnom pločom nudi veću fleksibilnost u odabiru rashladne tekućine, zahtijeva ukupno manje rashladne tekućine i lakše se rastavlja, instalira i održava. S visokom razinom tehnološke zrelosti, prikladniji je za velike primjene i ima širi raspon uporabe.

 

▲ Hlađenje hladnom pločom

 

U dizajnu rashladnog sustava, otpor protoka i toplinski otpor predstavljaju prepreke prijenosu topline, a njihove vrijednosti izravno odražavaju sposobnost prijenosa topline različitih rashladnih medija. Stoga se moraju slijediti strogi standardi u dizajnu i proizvodnji sustava hlađenja, pri čemu se proizvodnja u stvarnom svijetu testira kako bi zadovoljila relevantne zahtjeve.

 

Na primjer, sve-u-jednom sustavi tekućeg hlađenja koji se obično koriste u kućanskim računalima i malim poslužiteljima baznih stanica spadaju u kategoriju tekućeg hlađenja s hladnom pločom. Nudimo strojeve za ispitivanje toplinske učinkovitosti modula s vodenim hlađenjem za takve sustave hlađenja. Ovi strojevi opremljeni su s četiri neovisna ispitna kanala i 32 sučelja ispitnih točaka, koja se mogu proširiti na temelju potreba testiranja kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi.

 

▲ Sve-u-jednom sustavi tekućeg hlađenja

 

Oprema je opremljena s dva stroja za hlađenje vode, zajedno sa sustavom za kontrolu spremnika za vodu konstantne temperature. Nakon što se stroj za hlađenje vode aktivira i oprema postigne zadanu temperaturu, temperatura vode se može podesiti između {{0}} stupnjeva, s preciznošću kontrole protoka od ±0,05LPM i točnosti kontrole ulazne temperature od ± 1 stupanj.

 

Nakon pokretanja, oprema može testirati proizvod na brzinu protoka, otpor protoka, toplinski otpor, temperaturu i druge aspekte za prikupljanje podataka o proizvodu, pomažući proizvođačima da jasno razumiju učinak hlađenja svojih proizvoda.