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DESIGN
DV
(Entwurfsprüfung)
Warum Rechenzentren Flüssigkeitskühlplatten brauchen
Angesichts der wachsenden Rechenanforderungen von Servern, die KI und andere prozessorintensive Anwendungen unterstützen, sind Leistungsdichten von mehr als 20 KW in Racks inzwischen gang und gäbe, und viele Unternehmen versuchen nun, Racks mit 50 KW oder höhere Anforderungen an die Leistungsdichte. Obwohl Luftkühlungssysteme weiterentwickelt wurden, um höhere Dichten zu bewältigen und die Effizienz zu verbessern, erreichen sie schließlich einen Punkt, an dem Luft nicht mehr die effiziente Wärmeleitfähigkeit besitzt, die für eine effektive Kühlung von Racks mit hoher Wärmedichte erforderlich ist. Dies führt zu einer geringeren Serverleistung, Zuverlässigkeit und Effizienz, wenn die Rack-Leistung steigt. Je mehr Racks mit hoher Leistungsdichte eingesetzt werden, desto unhaltbarer wird die Luftkühlung sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus nachhaltiger Sicht.
Um eine höhere Wärmeableitung auf kleinerem Raum zu erreichen, untersuchen viele Märkte die Möglichkeit, Flüssigkeit als Medium in Racks einzuführen, um die Kühlkapazität und Effizienz von Rechenzentren zu verbessern. Die Flüssigkeitskühlung nutzt die überlegenen Wärmeleiteigenschaften von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, um eine effiziente und kostengünstige Kühlung von Racks mit hoher Wärmedichte zu ermöglichen.
Wie Rechenzentren effizient genutzt werden
Flüssigkeitskühlplatten für den Wärmeaustausch
Die Anwendung der Flüssigkeitskühlung in Rechenzentren ist erst relativ spät erfolgt. Dabei wird eine fließende Flüssigkeit verwendet, um die von den internen Computerkomponenten erzeugte Wärme an die Außenseite des Computers zu leiten und so sicherzustellen, dass der Computer innerhalb eines sicheren Temperaturbereichs arbeitet. Der Raum, durch den die strömende Flüssigkeit zirkuliert, ist die Flüssigkeitskühlplatte.
Im Gegensatz zu herkömmlichen luftgekühlten Servern, Kühlplatten-Flüssigkeitskühltechnik vermeidet den direkten Kontakt zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Server. Er bietet einen präzisen Wärmeaustausch für wichtige Wärmequellen wie CPUs und Speicherkomponenten. Der Flüssigkeitskühlkanal besteht aus Komponenten wie dem Flüssigkeitskühlplatten-Wärmetauscher, der Flüssigkeitsverteilungseinheit, der Flüssigkeitswartungseinheit, der Flüssigkeitstemperaturkontrolleinheit, der natürlichen Kühleinheit und den Rohrleitungen für die primären und sekundären Kühlkreisläufe.
Auf der CPU- und Speicherseite befindet sich eine flache Wärmetauscherplatte, wobei die Wärme von den Chips an die Flüssigkeit im Inneren der Platte geleitet wird. Bei der Flüssigkeit kann es sich um ein isolierendes Medium wie deionisiertes Wasser, Ethylenglykollösung oder eine Fluoridlösung handeln. Wärmerohre leiten die Wärme vom Wärmetauscher an ein externes Wassersystem im Rechenzentrum weiter. Die primäre Wärme, die von der CPU/GPU (Komponenten mit hoher Wärmedichte) erzeugt wird, wird durch die Kühlplatte abgeführt, während die Wärme anderer Komponenten (Komponenten mit niedriger Wärmedichte) durch die Luft mit höherer Temperatur abgeführt wird.
Kühlsysteme sind ein unverzichtbarer Bestandteil der Betriebskosten von Rechenzentren
Vorteile von Flüssigkeitskühlplatten für Rechenzentren
1. Effiziente Kühlung durch Flüssigkeitskühlung verbessert die Leistung und Stabilität verschiedener Geräte / Server, einschließlich IT. Die hohe Wärmekapazität der Flüssigkeitskühlung sorgt dafür, dass die CPU-Temperaturen stabil bleiben, so dass CPUs ohne Überhitzungsprobleme übertaktet werden können.
2. Unterstützt die Energieeffizienz und Geräuschreduzierung in Rechenzentren. Im Vergleich zu herkömmlichen luftgekühlten Rechenzentren kann bei flüssigkeitsgekühlten Rechenzentren auf Klimaanlagen verzichtet werden, was die Infrastrukturkosten senkt und gleichzeitig die Energieeffizienz verbessert. Es kann einen PUE-Wert von nur 1,05 erreichen und erfüllt damit die Anforderungen an grüne Rechenzentren.
3. Erhöht die Serverdichte im Rechenzentrum und steigert die Effizienz der Berechnungen erheblich. Die überlegene Kühlkapazität der Flüssigkeitskühlung eignet sich für die Kühlanforderungen von Rechenzentren mit hoher Leistungsdichte.
4. Flüssigkeitskühlungsumgebungen sind anpassungsfähig. Im Gegensatz zur Luftkühlung wird die Flüssigkeitskühlung nicht durch Höhen- oder Luftdruckschwankungen beeinträchtigt, wodurch eine gleichbleibende Wärmeableitungseffizienz in hochgelegenen Regionen gewährleistet wird und die Leistung des Rechenzentrums erhalten bleibt.
5. Flüssigkeitsgekühlte Rechenzentren können die Abwärme wirtschaftlich verwerten. Die in flüssigkeitsgekühlten Rechenzentren erzeugte Wärme, die von einem flüssigen Medium getragen wird, kann direkt in die Heizungs- und Wasserversorgungssysteme von Gebäuden integriert werden, um den Bedarf der Anwohner an Heizung und Warmwasser zu decken. Dies spart nicht nur Energie, sondern schafft auch einen zusätzlichen Wert für das Rechenzentrum.
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