تقدم البحث في التبريد بتغيير الطور المغمور في مركز البيانات

مع تحسين أداء الكمبيوتر وتكامل المعدات الحاسوبية ، زادت كثافة التدفق الحراري لمراكز البيانات ، كما تتزايد متطلبات أنظمة تبديد الحرارة. بسبب النقاط الساخنة ومشاكل استهلاك الطاقة العالية لتبريد المياه التقليدية وتبريد الهواء ، من الصعب مواجهة المشكلات الناشئة

أدت متطلبات تبديد الحرارة للأجهزة الإلكترونية إلى تطوير تقنية تبريد متغيرة الطور المغمور. يتكون نظام التبريد المتغير الطور المغمور بشكل أساسي من قسم التبخر وقسم التكثيف ونظام الدوران.

يتم غمر معدات التسخين في عازل خامل اتصال مباشر مع العامل لتبديد الحرارة.

تتميز هذه الطريقة بالأداء الجيد في تبديد الحرارة وانخفاض استهلاك الطاقة. في الوقت الحالي ، لا تزال تقنية التبريد المتغيرة في مرحلة الغمر في مهدها. في السنوات القليلة المقبلة ، مع التطور السريع لتقنيات مثل الصناعة الذكية والحوسبة السحابية ، ستصبح تقنيات تبديد الحرارة الجديدة التي يمثلها التبريد بتغيير طور الانغماس بالتأكيد تقنية تبديد الحرارة السائدة لمراكز البيانات.

تأخذ هذه المقالة الهيكل الرئيسي ومبدأ نظام التبريد بتغيير الطور المغمور كنقطة انطلاق ، وتحلل تركيز البحث الحالي وحالة التطوير من اختيار مواد التبريد وآلية نقل حرارة الغليان ، وآفاق تكنولوجيا التبريد بتغيير المرحلة المغمورة .

أجرى العلماء الكثير من الأبحاث حول طرق تبديد الحرارة لمراكز البيانات: تم تحسين تبديد الحرارة التقليدي المبرد بالهواء لتنظيم تدفق الهواء ، وتم تثبيت خوادم تبديد الحرارة المبردة بالماء مع اللوحات الخلفية ، وتقنية تبديد الحرارة للأنابيب الحرارية ، وتغيير المرحلة المغمورة التبريد واستعادة الحرارة المهدرة.

البحث عن مجموعة متنوعة من التقنيات لتقليل استهلاك الطاقة. في الوقت نفسه ، تعمل شركات تصنيع الخوادم الكبيرة في الداخل والخارج بنشاط على استكشاف طرق فعالة لتبديد الحرارة. أطلقت شركة Sugon الصينية&ذات مرة خادم تبريد مغمور ، كما هو موضح في الشكل 2.

يمكن استخدام هذا الخادم في مراكز البيانات. تم تقليل قيمة PUE لغرفة الكمبيوتر إلى 1.05 ، ويتم تقليل استهلاك الطاقة بأكثر من 30٪ مقارنة بمركز البيانات التقليدي المبرد بالهواء. الفوائد الاقتصادية كبيرة. إن"؛ Kirin&مثل؛ الخادم الذي أطلقته علي بابا لا يتطلب تكييف ومراوح وإكسسوارات أخرى ويمكن نشره في أي مكان. إنها توفر أكثر من 75٪ من المساحة ، ودرجة إحكامها العالية تمنع المكونات الإلكترونية من الغبار والرطوبة والعوامل الأخرى ، كما أنها محمية من التداخل الخارجي. بالإضافة إلى معدات تبديد الحرارة ، تلتزم بعض الشركات بالبحث والتطوير لوسائط التبريد ، التي طورتها شركة 3M في الولايات المتحدة. يتميز مبرد Novec ، الذي يتميز بأبسط خصائص العزل ، بنقطة غليان أقل من تلك الخاصة بوسائط التبريد الشائعة (مثل المياه النقية والسائل المفلور والزيوت المعدنية).

في اتجاهات بحثية مختلفة ، الغمر نظرًا لمزاياها مثل الأداء العالي لتبديد الحرارة ، والصيانة المريحة ، والضوضاء المنخفضة ، أصبحت تقنية التبريد بتغيير الطور محور البحث الحالي.

اختيار وسيط التبريد يتطلب جهاز نظام التبريد بتغيير الطور المغمور أداء ختم عالي ومتطلبات أعلى لمرافق الأجهزة ؛ في الوقت نفسه ، يعد اختيار وسيط التبريد أيضًا مفتاحًا لتقنية التبريد المتغير في المرحلة المغمورة. يجب أن يكون لوسط التبريد المؤهل الخصائص التالية.

(1) لديها حرارة تبخر كامنة عالية ، أي أن نفس المقدار من تبديد الحرارة يستخدم وسط تبريد أقل ، والذي يمكن أن يحسن كفاءة تبديد الحرارة مع تقليل استهلاك الطاقة الإضافي للمضخات وأبراج التبريد وغيرها من المعدات.

(2) يلبي متطلبات العزل في حالته المختلطة السائلة والغازية والغازية السائلة.

(3) يجب أن تحتوي على نقطة غليان منخفضة. عندما لا تكون درجة حرارة الخادم عالية جدًا ، يمكن أيضًا أن يخضع المبرد لتغيير طور مستقر لإبعاد الحرارة لضمان درجة حرارة ثابتة للخادم والتشغيل العادي لمركز البيانات.

(4) غير قابلة للتآكل لمواد الخادم.

(5) إنها صديقة للبيئة وغير سامة وغير ضارة وسهلة التعامل معها.

(6) اقتصاد مرتفع. في الوقت الحاضر ، يتم تضمين المواد العطرية والسيليكات ومركبات الكربون الفلورية في نطاق البحث لوسط التبريد لنظام التبريد المتغير الطور المغمور. الزيت المعدني والسائل المفلور هما الوسيط الأكثر استخدامًا للتبريد بالتلامس المباشر. الزيوت المعدنية رخيصة الثمن ､ صديقة للبيئة وغير سامة وغير ضارة ولكنها تتحلل بسهولة وهي مادة قابلة للاحتراق وهي أكثر خطورة. مقارنة بالزيت المعدني ، فإن سعر الفلورايد أعلى قليلاً ، لكن خصائصه مستقرة ، ومثبطة للهب ، وثابت عازل مناسب. وسيلة التبريد الأكثر شعبية في الوقت الحاضر. استخدم Xu Yongsheng وآخرون أقطابًا ذات لوحة إبرة لمحاكاة بيئة المجال الكهربائي غير المتكافئة للغاية ، وقاموا ببناء منصة للكشف عن التفريغ الجزئي على أساس نظام اختبار الجهد المتناوب عالي الجهد 50 هرتز لاستكشاف تأثير غليان المبرد على التفريغ الجزئي. قيمة العتبة. تظهر نتائج البحث أن غليان المبرد سيقلل من قيمة عتبة العزل لبيئة العزل. استخدم Mo Shenyang وآخرون جهاز اختبار العزل لإجراء دراسة منهجية حول خصائص انهيار المبرد FC-72 في الحالة السائلة والغازية والمرحلة ثنائية الطور. ، تم الحصول على القوة العازلة لبخار FC-72 من خلال اختبار انهيار جهد تردد الطاقة ، وتم تحقيق اختبار القوة العازلة متعدد الضغط لبخار مادة التبريد ذات نقطة الغليان المنخفضة. قام Wu Xilei وآخرون بمحاكاة 4 سوائل مفلورة شائعة الاستخدام (FC-72 ، تأثير Novec649 ، HFE-7100 و D-1) على تأثير تبديد الحرارة لنظام التبريد بتغيير الطور المغمور. تظهر نتائج المحاكاة أن كثافة التدفق الحراري المطلوبة لنقل حرارة الغليان D-1 هي الأصغر ، لكن قدرتها القصوى على تبديد الحرارة قريبة من Novec649 ، أقل قليلاً من FC-72 و HFE-7100 ، ويمكن أن تحل محل المفلور الإلكتروني الموجود سائل Novec649 في تبريد متغير الطور المغمور. قام Dong Jinxi وآخرون بتحليل المبرد المعتمد على الهيدروكربون الصناعي (PAO) و # 65 جلايكول الإيثيلين من خلال التجارب. الاستقرار المادي وعدم الموصلية PAO أعلى من # 65. الآن هناك عدد أقل من الأبحاث حول وسائط التبريد وتحتاج إلى إجراء مزيد من الأبحاث ووجدت وسط تبريد بخصائص فيزيائية مستقرة وقدرة عالية على تبديد الحرارة.

يمكن أن يؤدي التحسين الإضافي لتقنية التبريد بتغيير الطور المغمور إلى تحسين كفاءة التبريد. اتجاهات البحث التالية هي على النحو التالي.

(1) جهز وسط التبريد بخصائص ثابتة ، وادرس تأثير بيئة المجال الكهربائي غير المتكافئ على خصائص سائل التبريد ، وقم بإجراء اختبار القوة العازلة لوسط التبريد تحت شدة المجال العالية.

(2) السائل المفلور له تقلبات قوية ، والبحث والتطوير لمواد مانعة للتسرب بالوعة الحرارة.

(3) من خلال التجارب ، قم باستكشاف تأثير العوامل المختلفة على تكوين الفقاعات في القناة الدقيقة ، ودراسة آلية نقل حرارة الغليان على سطح الخادم ، وإنشاء نموذج أكثر تمثيلاً لنقل حرارة الغليان.

(4) اختبار الوقت لمواد البوليمر المعبأة للأجهزة الإلكترونية لضمان عمر خدمتها ، وتقليل تكلفة الصيانة أثناء استخدام الخادم وتقليل الموثوقية الناتجة عن الصيانة المتكررة.