Análisis de la industria de refrigerantes y refrigeración líquida de centros de datos.
Con el desarrollo innovador de tecnologías como la inteligencia artificial, la computación en la nube, los big data y la cadena de bloques, ha llegado la era de la comunicación 5G caracterizada por la alta velocidad, la baja latencia y la gran conectividad. A medida que la infraestructura de la información, los centros de datos y los equipos de comunicación soportan una carga informática cada vez mayor, también aumentan los requisitos de eficiencia informática.
Para afrontar los desafíos del rendimiento del procesamiento de la red, los servidores del centro de datos y los dispositivos de comunicación mejoran continuamente sus capacidades de procesamiento e integración, lo que resulta en un aumento continuo de la densidad de potencia. Estos cambios no sólo generan enormes problemas de consumo de energía, sino también mayores requisitos de equipos y tecnología de refrigeración debido a la alta densidad de calor. La tecnología tradicional de refrigeración por aire presenta un cuello de botella ante escenarios de alta densidad de calor, y la eficiencia de disipación de calor ya no puede seguir el ritmo de la eficiencia computacional. En este contexto, la tecnología de refrigeración líquida ha atraído una amplia atención en la industria debido a su eficiencia energética ultraalta, densidad de calor ultraalta y otras características. La tecnología de refrigeración líquida es la única forma de resolver los desafíos de la presión de disipación de calor y la conservación de energía.
El aumento continuo de la potencia informática promueve el crecimiento de la densidad de potencia, lo que plantea nuevos requisitos para la tecnología de refrigeración. El aumento continuo de la potencia informática promueve la mejora continua del rendimiento de los equipos de comunicación, y el consumo de energía del chip y la densidad del flujo de calor también aumentan continuamente. La densidad de potencia de cada generación de evolución del producto aumenta en un 30-50 por ciento. El consumo máximo de energía de la CPU de la plataforma X86 contemporánea es de 300-400W, y la densidad de flujo de calor del chip más alta de la industria ha superado los 120W/cm2; La mejora continua de la densidad de potencia del chip restringe directamente la disipación de calor y la confiabilidad del chip, y las capacidades tradicionales de disipación de calor enfriadas por aire son cada vez más difíciles de mantener. El aumento en la densidad de potencia del chip también ha llevado a un aumento en la densidad de potencia de todo el gabinete, con el máximo actual superando los 30kW/rack; La tecnología de refrigeración de las salas de ordenadores también se enfrenta a mayores retos. La refrigeración líquida, como tecnología de refrigeración emergente en los centros de datos, se aplica para resolver las necesidades de disipación de calor de los gabinetes de alta densidad de potencia.
La refrigeración líquida tiene ventajas como un bajo consumo de energía, una alta disipación de calor, un bajo nivel de ruido y un bajo coste total de propiedad. La capacidad de enfriamiento del líquido es 1000-3000 veces mayor que la del aire. La tecnología de refrigeración líquida puede aprovechar las ventajas de alta densidad, bajo nivel de ruido, baja diferencia de temperatura de transferencia de calor y refrigeración gratuita general. En comparación con la tecnología de refrigeración por aire, tiene ventajas técnicas incomparables. Es una excelente solución de refrigeración que se puede aplicar a escenarios en los que es necesario mejorar considerablemente la potencia informática, la eficiencia energética y la densidad de implementación.
El refrigerante líquido es uno de los factores clave en la tecnología de refrigeración líquida. En la aplicación de la tecnología de refrigeración líquida por inmersión (contacto), además de los requisitos del equipo de hardware, el refrigerante líquido también es uno de los factores más críticos. Para un refrigerante enfriado por líquido de contacto adecuado, se requiere:
1) buenas propiedades termofísicas. Para el cambio de fase se requieren alta conductividad térmica, capacidad calorífica específica, baja viscosidad y alto calor latente de vaporización.
2) Bajo punto de congelación y coeficiente de expansión.
3) La refrigeración líquida monofásica requiere un alto punto de ebullición.
4) El enfriamiento líquido de dos fases requiere un punto de ebullición adecuado y un rango de ebullición estrecho.
5) Tiene buena estabilidad química y térmica para dispositivos electrónicos.
6) Alto punto de inflamación y temperatura de autoignición.
7) No es corrosivo para los materiales del sistema (metálicos, no metálicos y otras materias orgánicas).
8) No se requieren restricciones regulatorias, o solo se requieren mínimas (respetuosos con el medio ambiente, no tóxicos, biodegradables, etc.).
9) Economía.
En la actualidad, la tecnología de refrigeración por aire es una de las soluciones de refrigeración más maduras y utilizadas en los centros de datos. En los últimos años, bajo la política de "carbono dual", el índice PUE de los centros de datos se ha reducido continuamente y la mayoría de las regiones exigen que la eficiencia de utilización de la electricidad no supere 1,25 y promueven activamente la mejora y transformación de los centros de datos. Con la implementación acelerada de servidores, cómo reducir aún más el consumo de energía y lograr un desarrollo ecológico de los centros de datos se ha convertido en el foco de atención de la industria.
