Anàlisi de la indústria de refrigeració líquida i refrigeració del centre de dades
Amb el desenvolupament innovador de tecnologies com la intel·ligència artificial, la computació en núvol, el big data i la cadena de blocs, ha arribat l'era de la comunicació 5G caracteritzada per l'alta velocitat, la baixa latència i la gran connectivitat. A mesura que la infraestructura d'informació, els centres de dades i els equips de comunicació suporten una quantitat creixent de càrrega informàtica, i els requisits d'eficiència informàtica també augmenten.
Per tal de fer front als reptes del rendiment del processament de la xarxa, els servidors del centre de dades i els dispositius de comunicació milloren contínuament les seves capacitats de processament i integració, donant lloc a un augment continu de la densitat de potència. Aquests canvis no només comporten grans problemes de consum d'energia, sinó que també augmenten els requisits d'equips i tecnologia de refrigeració a causa de l'alta densitat de calor. La tecnologia tradicional de refrigeració per aire presenta un coll d'ampolla davant dels escenaris d'alta densitat de calor i l'eficiència de dissipació de calor ja no pot mantenir-se al dia amb l'eficiència computacional. En aquest context, la tecnologia de refrigeració líquida ha cridat l'atenció generalitzada a la indústria a causa de la seva eficiència energètica ultra alta, densitat de calor ultra alta i altres característiques. La tecnologia de refrigeració líquida és l'única manera de resoldre els reptes de la pressió de dissipació de calor i la conservació d'energia.
L'augment continu de la potència de càlcul afavoreix el creixement de la densitat de potència, plantejant nous requisits per a la tecnologia de refrigeració. L'augment continu de la potència de càlcul promou la millora contínua del rendiment dels equips de comunicació, i el consum d'energia del xip i la densitat de flux de calor també augmenten contínuament. La densitat de potència de cada generació d'evolució del producte augmenta un 30-50 per cent . El consum màxim d'energia de la CPU de la plataforma X86 contemporània és de 300-400W, i la densitat de flux de calor de xip més alta del sector ha superat els 120 W/cm2; La millora contínua de la densitat de potència del xip restringeix directament la dissipació i la fiabilitat de la calor del xip, i les capacitats tradicionals de dissipació de calor refrigerades per aire són cada cop més difícils de mantenir. L'augment de la densitat de potència dels xips també ha provocat un augment de la densitat de potència de tot l'armari, amb el màxim actual que supera els 30 kW/rack; També s'han plantejat reptes més alts a la tecnologia de refrigeració de les aules d'informàtica. La refrigeració líquida, com a tecnologia de refrigeració emergent als centres de dades, s'aplica per resoldre les necessitats de dissipació de calor dels armaris d'alta densitat de potència.
La refrigeració líquida té avantatges com ara baix consum d'energia, alta dissipació de calor, baix soroll i baix TCO. La capacitat de refrigeració del líquid és 1000-3000 vegades la de l'aire. La tecnologia de refrigeració líquida pot adonar-se dels avantatges d'alta densitat, baix soroll, baixa diferència de temperatura de transferència de calor i refrigeració lliure general. En comparació amb la tecnologia de refrigeració per aire, té avantatges tècnics incomparables. És una excel·lent solució de refrigeració que es pot aplicar a escenaris on s'ha de millorar molt la potència de càlcul, l'eficiència energètica i la densitat de desplegament.
El refrigerant líquid és un dels factors clau en la tecnologia de refrigeració líquida. En l'aplicació de la tecnologia de refrigeració líquida d'immersió (contacte), a més dels requisits dels equips de maquinari, el refrigerant líquid també és un dels factors més crítics. Per a un refrigerant refrigerat líquid de contacte adequat, requereix:
1) bones propietats termofísiques. Per al canvi de fase es requereix una alta conductivitat tèrmica, una capacitat calorífica específica, una baixa viscositat i una alta calor latent de vaporització.
2) Baix punt de congelació i coeficient d'expansió.
3) La refrigeració líquida monofàsica requereix un punt d'ebullició elevat.
4) La refrigeració líquida bifàsica requereix un punt d'ebullició adequat i un rang d'ebullició estret.
5) Té una bona estabilitat química i tèrmica per als dispositius electrònics.
6) Punt d'inflamació elevat i temperatura d'autoignició.
7) Sense corrosivitat als materials del sistema (metall, no metàl·lics i altres matèries orgàniques).
8) No s'exigeixen restriccions normatives o només són mínimes (ecològic, no tòxic, biodegradable, etc.).
9) Economia.
Actualment, la tecnologia de refrigeració per aire és una de les solucions de refrigeració més madures i utilitzades als centres de dades. En els darrers anys, sota la política de "doble carboni", l'índex PUE dels centres de dades s'ha reduït contínuament i la majoria de regions requereixen que l'eficiència d'utilització de l'electricitat no superi l'1,25 i promogui activament l'actualització i transformació dels centres de dades. Amb el desplegament accelerat de servidors, com reduir encara més el consum d'energia i aconseguir el desenvolupament ecològic dels centres de dades s'ha convertit en el focus d'atenció de la indústria.
