液體冷卻有兩種形式,冷板液體冷卻和浸入式液體冷卻系統(tǒng)。冷板液體冷卻存在于各種高性能應(yīng)用中,包括電動(dòng)汽車,光子學(xué),LED,軍事和工業(yè)電源等。浸入式冷卻則受到更多應(yīng)用限制,一般應(yīng)用于高性能計(jì)算集群(HPCC),綠色數(shù)據(jù)中心,還用于某些激光器,X射線機(jī)和磁共振成像系統(tǒng)。與強(qiáng)制風(fēng)冷相比,冷板液體冷卻系統(tǒng)在傳遞熱量的效率提高了四倍,且冷板系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)也更加靈活。
對(duì)于液態(tài)冷板,選擇工作流體非常重要,錯(cuò)誤的液體會(huì)導(dǎo)致傳熱不良,堵塞管道甚至造成系統(tǒng)故障。合適的傳熱流體應(yīng)具有相容性,高導(dǎo)熱率和比熱,低粘度,低凝固點(diǎn),低腐蝕性,低毒性和熱穩(wěn)定性等。
用于液體冷卻應(yīng)用的冷卻劑
水——水具有很高的熱容和熱導(dǎo)率。它與銅兼容,銅是最好的傳熱材料之一。建議使用純凈水以減少腐蝕并優(yōu)化熱性能。
去離子水——去離子過(guò)程去除了可能導(dǎo)致腐蝕或水垢形成的有害礦物質(zhì),鹽和其他雜質(zhì)。但是去離子水具有較高的電阻率,然而,隨著電阻率的增加,其腐蝕性也在增加。在冷板或熱交換器中使用去離子水時(shí),建議使用不銹鋼管。
乙二醇/丙二醇和水混合溶液——液體冷卻應(yīng)用中常用的是乙二醇和水(EGW)以及丙二醇和水(PGW)溶液。乙二醇具有高沸點(diǎn),低凝固點(diǎn),低粘度等優(yōu)點(diǎn),因此降低了泵送要求。PGW被公認(rèn)為可安全用于食品或食品加工應(yīng)用,也可用于封閉空間。
介電液——介電液是不導(dǎo)電的,在使用敏感的電子設(shè)備時(shí),它比水更受青睞。
在浸入式液體冷卻中,通過(guò)使液體循環(huán)與熱組件和冷熱交換器直接接觸,將熱量從系統(tǒng)中除去。用于浸入式冷卻的流體需具有非常好的絕緣性能,以確保它們與通電的電子組件接觸時(shí)非常安全。常用的兩種流體是碳?xì)浠衔铮ǖV物油,合成油或生物油)和碳氟化合物。浸入式冷卻系統(tǒng)已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心成功應(yīng)用了十多年。
數(shù)據(jù)中心使用浸入式冷卻有以下好處:
1.消除熱點(diǎn),振動(dòng)和環(huán)境污染物;
2.防止硬件氧化和腐蝕并降低故障率;
3.可降低達(dá)30%的服務(wù)器功耗;
4.可將核心芯片溫度降低20℃;
5.降低所有組件的工作溫度;
6.減少冷卻系統(tǒng)和IT設(shè)備的維護(hù)時(shí)間并降低成本。