冷却液介绍

冷却液介绍
现代化的数据中心承担了大量数据计算和存储,这对系统性能稳定度的要求与日俱增。为了提供更高能效来满足业务发展的需要,服务器乃至机房的散热就成为关键。
而对解决“高热密度数据中心散热”问题方面,比起传统空调系统来说,更具备优势的,就是当前业界最流行的液冷技术,它不仅降温快、能耗低,并且还是最环保的。
1、何谓液冷?
液冷,是指用液体作为冷却介质手段,为电子设备进行散热,主要区别于目前常用的风冷(空气作为冷却介质散热)。
液冷服务器
如上述液体热量计算公式可知,“液冷选取高比热容液体介质”,因此散热效果更突出。在上个世纪60年代,IBM的大型计算机就采用了水冷技术(液冷技术前身)。
液冷技术的明显效果包括:
热量带走更多:同体积液体带走热量是同体积空气3000倍;
温度传递更快:液体导热能力是空气25倍;
噪音品质更好:同等散热水平时,液冷系统噪音比风冷噪音降低10~15dBA;
耗电节能更省:液冷系统约比风冷系统节电30%。
2、冷却液类型
液冷的关键是冷却液,必须能够快速吸收热量,并且在汽化和液化过程中都能够很高效进行热传递,同时并且必须做到无腐蚀性。因此重点的冷却液为以下几种。用户选择时重点考虑场景和价格:
水:去离子纯净水。水具有较高的比热容,是一种良好的散热媒介,价格低廉环境友好无污染。但由于水并非绝缘体,只能应用于非直接接触型液冷技术中,一旦发生泄漏会对IT设备造成致命损害。
矿物油:矿物油是一种价格低廉绝缘冷却液,无味无毒不易挥发,是一种环境友好型介质,但矿物油粘性较高,且其易分解,在特定条件下具有燃烧风险。
氟化液:氟化液最初是线路板清洁液,其绝缘且不燃的惰性特点被应用于数据中心液冷,是目前应用最广泛的浸没式冷却液,但是三种冷却液中价格最昂贵。
电子氟化液做为直接接触式电子设备冷却液体的行业标杆已有60多年历史。这些非常惰性、完全氟化的液体具有非常高的介电强度和优异的材料相容性。电子氟化液透明、无味、不可燃、非油基、低毒性、无腐蚀性、运行温度范围广、热稳定性和化学稳定性高。且电子氟化液的介电常数较低,因此是数据中心单相和两相浸没式液冷应用的理想选择。
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。必须使用高沸点(高于系统最高温度)液体介质,确保液体始终处于液相。
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,以及浸没缸或数据中心整个使用年限内的总液体成本。
哪些类型的电子氟化液可以用于两相浸没式液冷?
通常情况下,沸点较低的含氟液体主要用于双相浸没式液冷。碳氢化合物通常不用于双相浸没式液冷系统,因为大多数碳氢化合物均可燃和/或易燃。因此,碳氢化合物通常仅用于单相应用。
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、材料兼容性、电气性能、易燃性或可燃性、环境影响、安全相关问题,以及浸没缸或数据中心整个使用年限内的总液体成本。
3液冷技术分类
电子氟化液可用于单相和两相浸没式液冷应用,以及单相和两相直抵芯片(冷板式)液冷应用。
3.1单相浸没式液冷
在单相浸没式液冷中,电子氟化液保持液体状态。电子部件直接浸没在电介质液体中,液体置于密封但易于触及的容器中,热量从电子部件传递到液体中。通常使用循环泵将经过加热的电子氟化液流到热交换器,在热交换器中冷却并循环回到容器中。
3.2两相浸没式液冷
在两相浸没式液冷中,通过电子氟化液的沸腾及冷凝过程,指数级地提高液体的传热效率。电子部件直接浸没在容器中的电介质液体中,该容器密封但易于操作。在该容器内,热量从电子部件传递到液体中,并引起液体沸腾产生蒸汽。蒸汽在容器内的热交换器(冷凝器)上冷凝,将热量传递给在数据中心中循环流动的设施冷却水。
3.3直抵芯片冷却
直抵芯片冷却通过泵循环液体介质经过装配到电子部件的冷板进行散热。液体不与电子设备直接接触。尽管非电介质液体(例如水/乙二醇)通常用于直抵芯片冷却,但是电介质电子氟化液也可用于直
抵芯片应用,减轻泄漏相关风险,提高硬件/IT设备可靠性。可以使用单相和两相技术实现直抵芯片冷却。

本文发布于:2024-09-23 08:19:53,感谢您对本站的认可!

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标签:液体   液冷   电子   浸没   散热   冷却
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