Učinkovita tehnologija tekočega hlajenja za podatkovne centre
S pospešenim razvojem industrij, kot so umetna inteligenca, računalništvo v oblaku in veliki podatki, so se povpraševanje, obseg in prizadevanja za gradnjo podatkovnih centrov znatno povečali. Problem porabe energije v podatkovnih centrih pa postaja vse hujši. Zaradi dejstva, da velik del porabe energije v tradicionalnih podatkovnih centrih prihaja iz hladilnih sistemov, je treba za izgradnjo zelenih podatkovnih centrov uporabiti nove tehnologije hlajenja s tekočino.
TDP (thermal design power) čipa postopoma narašča in nekateri čipi dosežejo celo 360 W. To predstavlja resen izziv za odvajanje toplote strežniških čipov v tradicionalnih podatkovnih centrih, ki običajno uporabljajo tehnologijo zračnega hlajenja. Na splošno je gostota toplotnega toka okoli 5-10 W/cm² dosegla mejo tehnologije zračno hlajenega hlajenja, višje gostote toplotnega toka pa lahko zlahka povzročijo, da se velika količina toplote ne more odvajati iz čipov pravočasno. Glavni ukrep, s katerim lahko podatkovni centri rešijo to težavo, je tehnologija tekočega hlajenja. Na splošno je toplotna zmogljivost tekočin veliko boljša od toplotne prevodnosti zraka, s toplotno prevodnostjo približno 15-25-krat večjo od zraka in specifično toplotno zmogljivostjo celo 1000-3500-krat večjo od zraka. Tehnologija odvajanja toplote s tekočinskim hlajenjem je pokazala vrhunsko zmogljivost pri prenosu toplote v primerjavi s tehnologijo odvajanja toplote z zračnim hlajenjem.
V primerjavi s tehnologijami tekočinskega hlajenja s pršenjem in potopom, tehnologiji hladilne tekočine s hladno ploščo ni treba upoštevati vprašanja prevodnosti hladilne tekočine. Na voljo je veliko vrst hladilnih tekočin, kot so deionizirana voda, nanotekočine itd., njihove toplotne lastnosti pa so na splošno boljše od izolacijskih hladilnih tekočin. Poleg tega lahko optimizacija strukture pretočnega kanala hladne plošče poveča površino konvektivnega prenosa toplote ali poveča intenzivnost konvektivnega prenosa toplote in tako učinkovito okrepi prenos toplote. Trenutno se tehnologija hlajenja s hladnimi ploščami v podatkovnih centrih uporablja predvsem za tekoče hlajenje čipov, glavna raziskovalna smer pa je optimizacija topologije kanala.
V podatkovnem centru se uporablja tehnologija hlajenja s pršenjem, elektronske naprave v strežniku pa se pogosto hladijo na kontaktni način s pomočjo pršilnih plošč. Tehnologija hlajenja s curkom in tehnologija hlajenja s pršenjem sta tehnologiji, ki lahko dosežeta večji toplotni tok in odvajanje toplote.
Osnovni princip delovanja potopnega hlajenja je popolna potopitev elektronskih naprav v hladilno tekočino in doseganje odvajanja toplote s kroženjem. Tehnologija potopnega hlajenja spada med vse pasivne tehnologije hlajenja s tekočinami. Trenutno so glavne raziskovalne smeri tehnologije potopnega hlajenja: optimizacija strukture potopnega prenosa toplote (razporeditev in površinska struktura odvajanja toplote), potopno hladilno sredstvo z visokim izkoristkom in prenos toplote potopnega vrelišča.
Trenutno se raziskovalna smer tehnologije tekočinskega hlajenja osredotoča predvsem na optimizacijo struktur za prenos toplote, učinkovite hladilne tekočine in dvofazni prenos toplote pri vrenju. Optimiziranje struktur za prenos toplote, kot so razporeditev nizov in mikro/nano površinske strukture, za doseganje odličnega prenosa toplote s spreminjanjem pretočnih karakteristik delovne tekočine in kako izboljšati udobje tehnologije obdelave, je postalo eno ključnih vprašanj za njeno učinkovito promocijo. Tehnologija tekočega hlajenja v podatkovnih centrih je še vedno v povojih in še vedno obstaja veliko ključnih vprašanj, ki jih je treba nujno rešiti. V primerjavi s podatkovnimi centri, zgrajenimi na tehnologiji zračnega hlajenja, so podatkovni centri, zgrajeni na tehnologiji tekočinskega hlajenja, doživeli pomembne spremembe v svoji notranji postavitvi, arhitekturi, opremi in drugih zahtevah, kar bo neizogibno rekonstruiralo relevantno industrijsko verigo podatkovnih centrov.
