תפוקת הנתונים והחישוב המסיביים מציבים אתגרי אנרגיה וקירור חסרי תקדים למרכזי נתונים, שהם טכנולוגיות מתפתחות כמו בינה מלאכותית וביג דאטה. מצד אחד, צריכת החשמל המחשוב והאחסון של מכשירי IT כמו שרתים היא גבוהה ביותר, ומצד שני, גם צריכת החשמל המשמשת לקירור ציוד IT במרכזי נתונים עולה במהירות.
על פי נתונים סטטיסטיים של CCID Consulting, בשנת 2019, כ-43% מצריכת האנרגיה של מרכז הנתונים בסין שימשו לקירור ציוד IT, וזה בעצם שווה לצריכת האנרגיה של 45% מציוד ה-IT עצמו. הכרחי להפחית את צריכת החשמל של פיזור חום כדי לשלוט בעלויות התפעול של מרכזי נתונים, להפחית את צריכת האנרגיה, וכך לבנות מרכזי נתונים ידידותיים לסביבה.
עם הגידול בצפיפות ההספק של ארונות בודדים, קירור אוויר מסורתי אינו יכול עוד לענות על צורכי פיזור החום, וטכנולוגיית קירור נוזלי הופיעה
מהו פיזור חום קירור נוזלי?
קירור נוזלי מתייחס לטכנולוגיה של שימוש בנוזל במקום באוויר כחומר קירור להחלפת חום לחימום רכיבים אלקטרוניים ולהסרת חום.
כיצד מסווג פיזור חום קירור נוזלי?
באופן כללי, התעשייה מחלקת קירור נוזלי לקירור ישיר וקירור עקיף. כיום, קירור ישיר מושג בעיקר באמצעות טכנולוגיית קירור נוזלי טבילה, אותה ניתן לחלק לשני סוגים: שינוי פאזה ושינוי לא פאזה. קירור עקיף מושג בעיקר באמצעות טכנולוגיית קירור נוזלי פלטה קרה.
קירור נוזל טבילה
לטבול את גוף החימום ישירות בנוזל הקירור ולהסתמך על זרימת הנוזל כדי להסיר את החום שנוצר מהפעלת ציוד כגון שרתים. קירור נוזל טבילה הוא קירור נוזלי מגע ישיר טיפוסי. בשל המגע הישיר בין גוף החימום לנוזל הקירור, יעילות פיזור החום גבוהה יותר והרעש נמוך יותר.
ניתן לחלק את כל מערכת הקירור של נוזל הטבילה לשני חלקים: מחזור צד פנימי ומחזור צד חיצוני.
במהלך תהליך מחזור הצד הפנימי, נוזל הקירור מחליף חום עם התקן החימום בתא סגור, סופג חום ממכשיר החימום, מתחמם ורותח ליצירת גז קירור. גז נוזל הקירור מחליף חום עם מים בטמפרטורה נמוכה מחוץ לחדר במודול חילופי החום המקורר בנוזל (CDM), עובר שני תהליכים של עיבוי וקירור כדי להפוך לנוזל קירור בטמפרטורה נמוכה, אשר לאחר מכן נכנס שוב לתוך תא סגור כדי ליצור מחזור. העברת החום במחזור הפנימי של תא קירור נוזלי שקוע בשינוי פאזה מושגת בעיקר באמצעות שינוי פאזה של נוזל הקירור.
בסירקולציה החיצונית, מים בטמפרטורה נמוכה סופגים כמות גדולה של חום הנישאת על ידי נוזל הקירור הגזי במודול חילופי החום של הקירור הנוזלי והופכים למים בטמפרטורה גבוהה, הנכנסים למגדל הקירור החיצוני על ידי משאבת המים במחזור. במגדל הקירור, מים בטמפרטורה גבוהה מחליפים חום עם האטמוספירה, משחררים חום והופכים למים בטמפרטורה נמוכה, אשר מועברים לאחר מכן על ידי משאבת המים החיצונית של הכניסה החיצונית אל ה-CDM להחלפת חום עם נוזל קירור גזי, ומשלימים את המחזור החיצוני. העברת חום במחזור הדם החוץ-חדרי מושגת בעיקר באמצעות עלייה וירידת טמפרטורת המים.
ניתן לחלק קירור נוזלי טבילה לקירור נוזלי דו-פאזי ולקירור נוזלי חד-פאזי, ושיטות פיזור חום יכולות להשתמש במקררים יבשים ובמגדלי קירור.
קירור נוזל דו פאזי
נוזל הקירור עובר מעבר פאזה במהלך פיזור חום במחזור. יעילות העברת החום של קירור נוזל דו-פאזי גבוהה יותר, אך השליטה מורכבת יחסית. במהלך תהליך שינוי הפאזה, הלחץ ישתנה, המחייב דרישות גבוהות למיכל, ונוזל הקירור נוטה לזיהום במהלך השימוש.
קירור נוזל חד פאזי
נוזל הקירור שומר תמיד על מצב נוזלי במהלך תהליך פיזור החום בסירקולציה ואינו עובר שינוי פאזה. לכן, נדרש שנקודת הרתיחה של נוזל הקירור תהיה גבוהה. זה מקל יחסית לשלוט על אידוי ואובדן נוזל הקירור, ויש לו תאימות טובה לרכיבי ציוד IT. עם זאת, בהשוואה לקירור נוזלי דו-פאזי, היעילות שלו נמוכה יותר. לפי תרחישי יישום מעשיים, ניתן להשתמש במקררים יבשים או במגדלי קירור לפיזור חום.
קירור נוזלי צלחת קרה
תקן את לוח הקירור המקורר בנוזל על התקן החימום הראשי של השרת, והשתמש בנוזל הזורם דרך לוח הקירור כדי לסחוב את החום כדי להשיג את מטרת פיזור החום. פלטת קירור מקוררת נוזל פותרת את פיזור החום של רכיבים עם ייצור חום גבוה בשרתים, בעוד שרכיבי גוף קירור אחרים מסתמכים גם הם על קירור אוויר. אז שרתים המשתמשים בקירור נוזלי בצלחת קרה ידועים גם כשרתי גז-נוזל דו-ערוצי. הנוזל בצלחת הקרה אינו בא במגע עם המכשיר המקורר, וצלחת העברת חום משמשת באמצע לבטיחות גבוהה.
תרסיס קירור נוזל
בחלק העליון של המרכב מאחסנים נוזלים ונפתחים חורים. בהתאם למיקום ויצירת החום של גוף החימום, נוזל הקירור מרוסס על גוף החימום כדי להשיג את מטרת קירור הציוד. הנוזל המרוסס בא במגע ישיר עם המכשיר המקורר, וכתוצאה מכך יעילות קירור גבוהה;
עם זאת, במהלך תהליך הריסוס, הנוזל יחווה סחיפה והתאדות בעת מפגש עם עצמים בטמפרטורה גבוהה. טיפות ערפל וגזים ייפלטו לאורך הרווחים בחורי השלדה אל הצד החיצוני של השלדה, ויגרמו לירידה בניקיון סביבת חדר המחשבים או ישפיעו על ציוד אחר.
מהם נוזלי הקירור הנפוצים?
מים
קירור נוזלי הוא הישיר והחסכוני ביותר. מים אינם מבודד וניתן להשתמש בהם רק לקירור נוזל במגע עקיף. ברגע שמתרחשת דליפה, הנזק לציוד IT כגון שרתים יהיה קטלני ביותר.
שמן מינרלי
שמן מינרלי הוא גם נוזל קירור חסכוני. שמן מינרלי חד פאזי אינו רעיל, חסר ריח ואינו נדיף בקלות. צמיגות גבוהה, קל ליצור שאריות על פני הציוד. למרות שנקודת ההצתה גבוהה, עדיין קיימת אפשרות של בעירה בתנאים מסוימים.
תמיסת הפלרה אלקטרונית
התכונה הגדולה ביותר היא בידוד ובלתי דליק. טכנולוגיית קירור נוזלים היא האפשרות הבטוחה ביותר במרכזי נתונים. נכון לעכשיו, הוא הנפוץ ביותר. אבל המחיר גבוה.
נוזל מוליכות תרמית
נוזל מוליך תרמי הוא נוזל מיוחד לא רעיל, מבודד, נקודת רתיחה גבוהה ולא מאכל, המבודד רכיבים אלקטרוניים מהאוויר על ידי השרייתם בנוזל. זה לא רק מונע תגובות חמצון, אלא גם משיג ניקיון וביצועים נטולי אבק, ומאריך מאוד את חיי השירות של רכיבים אלקטרוניים.
בהשוואה לקירור אוויר מסורתי, היתרונות של קירור נוזלי הם:
יעילות פיזור חום גבוהה יותר:טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להפחית בצורה יעילה יותר את טמפרטורת הציוד, לשפר את הביצועים ואת תוחלת החיים שלו. לנוזל יש מוליכות תרמית טובה יותר מאוויר, כך שקירור נוזלי יכול להסיר במהירות את החום שנוצר מהציוד.
רעש נמוך יותר:בהשוואה לרעש שנוצר על ידי מאווררים, קירור נוזלי מייצר רעש נמוך יותר, ומספק סביבת עבודה שקטה יותר.
עיצוב גמיש יותר:ניתן לתכנן את טכנולוגיית קירור הנוזל בצורה גמישה יותר, המאפשרת התקנת רדיאטורים וצינורות נוזלים במיקומים שונים, ובכך להתאים יותר לדרישות התכנון של הציוד.
יותר ידידותי לסביבה:קירור נוזלי יכול לחסוך באנרגיה ולהפחית את השפעתו על הסביבה. בהשוואה לחום שנוצר על ידי מאווררים, ניתן למחזר נוזלים בקלות רבה יותר.
החיסרון של טכנולוגיית קירור נוזלי הוא העלות הגבוהה שלה, הדורשת עלויות תחזוקה גבוהות יותר ועיצובים מורכבים יותר. עם זאת, ככל שהביצועים של מכשירים אלקטרוניים ממשיכים להשתפר, בעיות פיזור החום הפכו בולטות יותר ויותר, וטכנולוגיית קירור נוזלי תהפוך לאחת הדרכים המרכזיות לקירור מכשירים אלקטרוניים בעתיד.
יישום טכנולוגיית קירור נוזלי:
טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להיות מיושמת על מכשירים אלקטרוניים שונים הדורשים פיזור חום, כגון:
מחשוב ביצועים גבוהים: מחשבים בעלי ביצועים גבוהים דורשים עיבוד כמויות גדולות של נתונים ומשימות מחשוב מורכבות, ומייצרים כמות משמעותית של חום. טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להפחית בצורה יעילה יותר את הטמפרטורה של מחשבים, לשפר את הביצועים והיציבות שלהם.
מרכז נתונים: מרכזי נתונים צריכים לטפל בכמות גדולה של נתונים ותעבורת רשת, ולייצר כמות משמעותית של חום. טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להפחית בצורה יעילה יותר את טמפרטורת השרתים, לשפר את הביצועים והיציבות שלהם.
בינה מלאכותית: בינה מלאכותית דורשת עיבוד כמויות גדולות של נתונים ומשימות מחשוב מורכבות, ויוצרת כמות משמעותית של חום. טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להפחית בצורה יעילה יותר את הטמפרטורה של מכשירי בינה מלאכותית, לשפר את הביצועים והיציבות שלהם.
מחשב משחק: מחשבי משחק צריכים להתמודד עם מספר רב של משימות גרפיקה ומחשוב, וליצור הרבה חום. טכנולוגיית קירור נוזלים יכולה להפחית בצורה יעילה יותר את הטמפרטורה של מחשבי גיימינג, לשפר את הביצועים והיציבות שלהם.
תגיות פופולריות: ידע בסיסי בטכנולוגיית קירור נוזלי, סין, ספקים, יצרנים, מפעל, מדגם מותאם אישית, חינם, תוצרת סין
