Ponorné chlazení v datových centrech

Společnosti mohou zvýšit energetickou účinnost svého provozu, snížit náklady a dát najevo své odhodlání přispět k ochraně životního prostředí.

Superpočítačové aplikace např. na univerzitách a v laboratořích vyžadují maximální výkon zařízení, v nichž jsou instalovány.

Těžaři bitcoinů se snaží snižovat náklady, aby maximálně zvýšili své výnosy z investic.

Hyperškálové cloudové výpočetní operace zvyšují svou hodnotu díky úspoře nákladů a díky flexibilním hardwarovým konfiguracím.

Ponorné chlazení je chlazení elektroniky jejím ponořením přímo do elektricky nevodivého média, což umožňuje odvádění vzniklého tepla přímo z elektronických součástí do teplonosného média, jemuž tyto součásti předávají své teplo. U tradičních chladicích systémů musí odváděné teplo projít několika rozhraními neboli několika úrovněmi materiálů odvádějících teplo, jako jsou vzduch, výměníky tepla a pracovní média. Ponorné chlazení umožňuje zjednodušení konstrukce chladicího systému a zvyšuje účinnost přenosu tepla.

Při volbě pracovní kapaliny (média) je potřeba vzít v úvahu mnoho různých faktorů. Technické kapaliny 3M Novec mají mnoho významných předností v porovnání s dielektrickými kapalinami jiné kategorie, např. minerálními oleji. Kromě toho, že jsou nezápalné a nehořlavé, vyznačují se kapaliny Novec širokou škálou bodu varu a tepelnou stabilitou požadovanou pro dvoufázové ponorné chlazení. Servis a údržba zařízení jsou snadné, protože elektronické součásti jsou po vyjmutí z chladicí kapaliny čisté a suché.

Ponorné chladicí systémy díky své konstrukci umožňují provádění servisu a výměnu během provozu, omezení úniků je však věnována pozornost již při jejich projektování. Dodržováním doporučení z hlediska postupů 3M a nákupem od prodejců autorizovaných společností 3M je možné omezit úniky kapaliny na množství nepředstavující riziko negativních důsledků.

Prodejci již v dnešní době nabízejí vlastní serverové a mechanické systémy založené na této technologii, jiné systémy jsou ve fázi vývoje.

Dvoufázové pasivní ponorné chlazení zvyšuje exponenciálně účinnost přenosu tepla vznikajícího při varu a kondenzaci technických kapalin Novec. Toto jednoduché řešení nevyžaduje téměř žádné pohyblivé součásti.
 

• Elektronické součásti jsou ponořovány do elektricky nevodivé kapalné lázně v přístupné uzavřené a utěsněné nádobě
• Generované teplo přivádí kapalinu k varu, přičemž vzniká pára stoupající nad nádobu
• Tato pára kondenzuje na krytu nádoby nebo na kondenzační spirále a odtéká zpět do lázně a celý cyklus se opakuje
• Protože technické kapaliny Novec přicházejí do přímého kontaktu s elektronickými součástmi, překračují účinnost tepelného přenosu vařící vody

U jednofázového ponorného chlazení má chladicí kapalina vyšší bod varu a zůstává během celého procesu v kapalném skupenství.
 

• Elektronické součásti jsou ponořovány do elektricky nevodivé kapalné lázně v přístupné uzavřené a utěsněné nádobě
• Teplo je z čipu přenášeno do kapaliny
• Často jsou používána čerpadla sloužící k přečerpávání ohřáté kapaliny do výměníku tepla, kde se tato kapalina ochladí a vrací se zpět do původní lázně
• K tomuto účelu mohou být použity také kapaliny k chlazení elektroniky 3M™ Fluorinert™

Jedinečné vlastnosti technických kapalin 3M Novec mohou být využity mnoha různými způsoby, které řeší potřeby zákazníků v oblasti řízení teploty v systémech. Jedním z takových problémů je náročnost při aplikování vodního chlazení přímo na čip (D2C) z důvodu nebezpečí úniku a obtížnosti chlazení série procesorů v rámci stejného obvodu. Technické kapaliny Novec mají mnoho předností v oblasti tohoto použití, např. zajišťují stejnoměrnou teplotu všech procesorů:

• Účinnost přenosu tepla je stejná či vyšší než u vody, ve dvoufázovém procesu
• Elektricky nevodivá pracovní kapalina (médium) eliminuje riziko poškození z důvodu úniku
• Všechny procesory v rámci jednoho obvodu jsou udržovány při stejné teplotě, bez ohledu na počet uzlů