การแนะนำและการจำแนกประเภทของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

ในยุคข้อมูลข่าวสาร เซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูลมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานของโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลสมัยใหม่ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากเซิร์ฟเวอร์ระหว่างการทำงานก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลทำให้พลังในการประมวลผลและความสามารถในการระบายความร้อนของเซิร์ฟเวอร์ต้องทำงานหนักขึ้น

 

วิธีการระบายความร้อนหลักสองวิธี ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยอากาศและการระบายความร้อนด้วยของเหลว เป็นแนวทางหลักที่ใช้ เนื่องจากประวัติการพัฒนาที่ยาวนานของการระบายความร้อนด้วยอากาศ จึงทำให้เทคโนโลยีนี้มีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้นและเป็นตัวเลือกหลักในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ด้วยการส่งเสริมและการนำโมเดล AI และการประมวลผลบนคลาวด์ออกสู่ตลาด รวมถึงการใช้พลังงานของเซิร์ฟเวอร์ที่เพิ่มขึ้น การระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงกลายเป็นทางเลือกที่ต้องการแทนการระบายความร้อนด้วยอากาศ

 

▲ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว

 

การระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับเซิร์ฟเวอร์นั้นถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบภายในของอุปกรณ์ไอทีในศูนย์ข้อมูลโดยผ่านการไหลของของเหลวเป็นหลัก ทำให้เกิดการระบายความร้อนและระบายความร้อนอุปกรณ์ได้ ปัจจุบัน การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีอยู่ 3 ประเภทหลักๆ ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยการจุ่ม การระบายความร้อนด้วยแผ่นเย็น และการระบายความร้อนด้วยสเปรย์

 

การทำความเย็นด้วยการจุ่มสามารถแบ่งได้เป็นการทำความเย็นด้วยการจุ่มแบบเฟสเดียวและการทำความเย็นด้วยการจุ่มแบบเปลี่ยนเฟส ซึ่งทั้งสองวิธีนี้เป็นวิธีการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบสัมผัสโดยตรง ในระบบนี้ เซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์อื่นๆ จะจุ่มลงในสารหล่อเย็นโดยตรง ซึ่งจะดูดซับความร้อนจากส่วนประกอบต่างๆ เนื่องจากส่วนประกอบที่สร้างความร้อนจะสัมผัสกับสารหล่อเย็นโดยตรง จึงทำให้ความหนาแน่นของการทำความเย็นเพิ่มขึ้นสูงสุด ทำให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ การทำความเย็นด้วยการจุ่มจึงมีประสิทธิภาพในการทำความเย็นที่ดีกว่าการทำความเย็นด้วยอากาศแบบเดิมและการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบมาตรฐานอย่างเห็นได้ชัด ทำให้มีประสิทธิภาพในการทำความเย็นที่เสถียรและเชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ต้องใช้เงื่อนไขที่เข้มงวดสำหรับขนาดห้องเซิร์ฟเวอร์และการจัดการทางเทคนิค โดยมีต้นทุนการจัดการและการบำรุงรักษาที่สูง

 

▲ การแช่เพื่อทำความเย็น

 

การทำความเย็นแบบพ่นละอองเป็นอีกวิธีหนึ่งในการทำความเย็นด้วยของเหลวโดยการสัมผัสโดยตรง ซึ่งแตกต่างจากการทำความเย็นแบบจุ่ม ในระบบนี้ สารทำความเย็นหรือตัวกลางทำความเย็นจะถูกฉีดพ่นโดยตรงไปยังส่วนประกอบที่สร้างความร้อนของเซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์อื่นๆ การแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้นผ่านการไหลและการระเหยของของเหลว ส่งผลให้เกิดการทำความเย็น หลังจากการแลกเปลี่ยนความร้อนแล้ว สารทำความเย็นที่ฉีดพ่นจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อฉีดพ่นซ้ำ ทำให้ต้นทุนของวิธีการนี้ต่ำกว่าการทำความเย็นแบบจุ่มอย่างเห็นได้ชัด แม้ว่าประสิทธิภาพในการทำความเย็นจะลดลงบ้างก็ตาม

 

▲ สเปรย์ทำความเย็น

 

ในการทำความเย็นด้วยแผ่นเย็น ส่วนประกอบที่สร้างความร้อนส่วนใหญ่จะสัมผัสกับแผ่นเย็น สารหล่อเย็นจะไหลผ่านช่องว่างภายในของแผ่นเย็น โดยถ่ายเทความร้อนจากส่วนประกอบไปยังสารหล่อเย็นโดยอ้อม จากนั้นสารหล่อเย็นจะหมุนเวียนผ่านระบบเพื่อระบายความร้อน วิธีนี้ถือเป็นโซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบสัมผัสทางอ้อม เมื่อเปรียบเทียบกับการทำความเย็นแบบจุ่ม การทำความเย็นด้วยแผ่นเย็นจะให้ความยืดหยุ่นในการเลือกสารหล่อเย็นมากกว่า ต้องใช้สารหล่อเย็นโดยรวมน้อยกว่า และถอดประกอบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาได้ง่ายกว่า ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง จึงเหมาะสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่และมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขึ้น

 

▲ ระบบทำความเย็นด้วยแผ่นเย็น

 

ในการออกแบบระบบทำความเย็น ความต้านทานการไหลและความต้านทานความร้อนถือเป็นอุปสรรคต่อการถ่ายเทความร้อน โดยค่าต่างๆ สะท้อนถึงความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของตัวกลางทำความเย็นที่แตกต่างกันโดยตรง ดังนั้น จึงต้องปฏิบัติตามมาตรฐานที่เข้มงวดในการออกแบบและผลิตระบบทำความเย็น โดยต้องมีการทดสอบการผลิตในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง

 

ตัวอย่างเช่น ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบครบวงจรที่ใช้กันทั่วไปในคอมพิวเตอร์ในครัวเรือนและเซิร์ฟเวอร์สถานีฐานขนาดเล็กจัดอยู่ในประเภทระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแผ่นเย็น เราจัดหาเครื่องทดสอบประสิทธิภาพความร้อนของโมดูลระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับระบบระบายความร้อนดังกล่าว เครื่องเหล่านี้ติดตั้งช่องทดสอบอิสระสี่ช่องและอินเทอร์เฟซจุดทดสอบ 32 จุด ซึ่งสามารถขยายได้ตามความต้องการในการทดสอบเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ

 

▲ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบออลอินวัน

 

อุปกรณ์นี้มีเครื่องทำความเย็นด้วยน้ำ 2 เครื่อง พร้อมระบบควบคุมถังน้ำอุณหภูมิคงที่ เมื่อเครื่องทำความเย็นด้วยน้ำทำงานและอุปกรณ์ถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้แล้ว ก็สามารถปรับอุณหภูมิของน้ำได้ระหว่าง {{0}} องศา โดยมีความแม่นยำในการควบคุมการไหลที่ ±0.05 ลิตรต่อนาที และความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิทางเข้าที่ ±1 องศา

 

เมื่อเปิดใช้งานแล้ว อุปกรณ์จะสามารถทดสอบผลิตภัณฑ์ในด้านอัตราการไหล ความต้านทานการไหล ความต้านทานความร้อน อุณหภูมิ และด้านอื่นๆ เพื่อรวบรวมข้อมูลผลิตภัณฑ์ ช่วยให้ผู้ผลิตเข้าใจประสิทธิภาพการระบายความร้อนของผลิตภัณฑ์ได้อย่างชัดเจน