Campi applicativi e trend futuri del raffreddamento a liquido ad immersione
Con il rapido sviluppo di applicazioni ad alta intensità di calcolo come l'intelligenza artificiale, l'Internet delle cose, la criptovaluta e AR/VR, la crescente domanda di elaborazione fa sì che i data center si sviluppino gradualmente verso "alte prestazioni, alta densità e alto consumo energetico". Il raffreddamento a liquido per immersione utilizza il liquido refrigerante come mezzo di trasmissione del calore. Il liquido ha una conduttività termica e una capacità termica specifica più elevate, quindi può condurre il calore più velocemente e assorbirlo in modo più efficace. Allo stesso tempo, poiché l’uso di ventilatori e condizionatori d’aria è ridotto, il data center che utilizza la tecnologia di raffreddamento a liquido ad immersione ha una potenza inferiore.
I sistemi di raffreddamento a liquido immersivo utilizzano liquidi specifici che entrano in contatto diretto con apparecchiature elettroniche o meccaniche, trasferendo e disperdendo il calore attraverso la circolazione naturale o forzata del liquido. Questo metodo di contatto diretto e trasferimento di calore ha un'efficienza maggiore e una resistenza termica inferiore rispetto al raffreddamento ad aria. La prima fase è l'assorbimento del calore: il calore generato dai dispositivi elettronici durante il funzionamento viene assorbito direttamente dai componenti immersi nel liquido e durante questo processo la temperatura del liquido aumenta gradualmente. La seconda fase è il trasferimento di calore: il liquido che aumenta di temperatura viene quindi trasportato per convezione naturale o pompato in altre parti del sistema di raffreddamento. Il calore viene ceduto all'esterno attraverso il refrigeratore e il liquido si raffredda, riavviando il ciclo.
La tecnologia di raffreddamento a liquido immersivo utilizza principalmente liquidi non conduttivi e ad alta conduttività termica, che hanno proprietà fisiche e chimiche uniche, che li rendono la scelta ideale per un'efficiente dissipazione del calore. I comuni liquidi di raffreddamento a liquido immersivo includono olio minerale, liquidi sintetici (come liquidi al fluoro) e liquidi biodegradabili. Ciascuno di questi mezzi presenta i propri vantaggi, ma i liquidi sintetici, in particolare i liquidi al fluoro, sono ampiamente utilizzati nei sistemi di raffreddamento a liquido immersivo grazie alla loro eccellente conduttività termica e proprietà di isolamento elettrico. I liquidi al fluoro non solo hanno una buona conduttività termica, ma hanno anche le caratteristiche di bassa viscosità e bassa tensione superficiale, che consentono al liquido di fluire facilmente e riempire vari spazi vuoti nell'apparecchiatura, trasferendo efficacemente il calore e garantendo effetti di raffreddamento stabili.
Per massimizzare l’efficienza della tecnologia di raffreddamento a liquido immersivo, la progettazione e l’ottimizzazione del sistema sono cruciali. Durante la progettazione, non è solo necessario considerare la scelta del mezzo di raffreddamento adeguato, ma anche pianificare ragionevolmente il layout e la configurazione del sistema di raffreddamento.
Ottimizzazione del layout delle apparecchiature: disponendo in modo ragionevole le apparecchiature che necessitano di raffreddamento, garantire che ciascun componente possa ricevere un raffreddamento uniforme ed efficace. Ciò include considerare il percorso del flusso del liquido ed evitare il verificarsi di punti caldi.
Ottimizzazione del ciclo di raffreddamento: inclusa la selezione di sistemi di pompaggio e refrigeratori adeguati per garantire un funzionamento efficiente del ciclo di raffreddamento. Regola la portata e le dimensioni del refrigeratore per ottenere prestazioni ottimali di scambio di calore.
La tecnologia di raffreddamento a liquido immersivo è stata ampiamente applicata in campi quali data center, elaborazione ad alte prestazioni e apparecchiature per le telecomunicazioni. Con la maturità della tecnologia e l’emergere di nuovi materiali, si prevede che il suo campo di applicazione si espanderà ulteriormente. Con la crescente domanda di efficienza energetica e protezione ambientale, le tecnologie di raffreddamento a basso consumo e ad alta efficienza diventeranno il fulcro della ricerca. Si prevede che la tecnologia di raffreddamento a liquido immersivo sarà ampiamente applicata in futuro grazie al suo eccellente rapporto di efficienza energetica.
