1. Polska
  2. Elektronika
  3. Rozwiązania 3M dla centrów danych
  4. Zastosowania
  5. Chłodzenie zanurzeniowe
Rozwiązania 3M dla centrów danych
Wrząca ciecz z bąbelkami wykorzystana w procesie chłodzenia zanurzeniowego
Nowa generacja centrów danych jest już dostępna.
Linki

Chłodzenie zanurzeniowe dla centrów danych

  • Rozwój gospodarki opartej na danych zasadniczo zmienia sposób w jaki żyjemy, a globalizacja i wysoce zintegrowany świat zmusza przedsiębiorstwa do działania w coraz większym tempie. Niemal każdy aspekt naszego codziennego życia – inteligentne urządzenia, domy, miasta i autonomiczne pojazdy – jest uzależniony od tego, co dzieje się wewnątrz centrów danych.

    Jednak koszt energetyczny pracy tych centrów jest ogromny, podobnie jak zużycie wody, powierzchni itd. To oczywiste, że potrzebujemy szybszych, inteligentniejszych, wydajniejszych energetycznie i bardziej zrównoważonych centrów danych.

    Dzięki przejściu z tradycyjnych metod chłodzenia na chłodzenie zanurzeniowe z użyciem płynów 3M, przedsiębiorstwa mogą lepiej przygotować się na bezprecedensowe wymagania wydajności w przyszłości, jednocześnie panując nad kosztami oraz wpływem stosowanej technologii na zasoby naturalne planety.

    Wejdź do świata nowych możliwości – wejdź w nową erę centrów danych.

Grafika schematu

Poznaj zastosowania płynów 3M w pięciu różnych centrach danych.

Chłodzenie zanurzeniowe z użyciem płynów inżynieryjnych 3M™ Novec™ i płynów do urządzeń elektronicznych 3M™ Fluorinert™ może pomóc w zwiększeniu wydajności przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów i zależności centrum danych od zasobów naturalnych – od etapu projektowania i konstrukcji po konserwację i eksploatację. Centra danych nowej generacji są tuż za rogiem – skorzystaj z naukowych innowacji 3M, by stały się rzeczywistością.

 

  • Hiperskalowalne

    Strategia. Wydajność. Koszty. Zrównoważony rozwój.

    • Hiperskalowe centra danych: grafika

      Produkt obojętny geograficznie i środowiskowo

      Możesz tworzyć centra danych o bardziej spójnej infrastrukturze chłodzenia na całym świecie, niezależnie od warunków lokalizacyjnych.

      Prostsze konstrukcje centrów danych umożliwiające ich efektywniejsze skalowanie

      Efektywniejsze skalowanie centrów danych dzięki zmniejszeniu ich rozmiarów i uproszczeniu topologii (np. mechanicznej, elektrycznej, sieciowej). Łatwiejsze projektowanie centrów danych poprzez wyeliminowanie konieczności skomplikowanego zarządzania przepływem powietrza.

      Niższe koszty inwestycji i eksploatacji

      Uwzględnienie zwiększania wydajności przy jednoczesnym obniżeniu kosztów inwestycji poprzez ograniczenie lub wyeliminowanie infrastruktury chłodzenia powietrzem (np. agregatów chłodzących, CRAC, CRAH, PDU, RPP, sieci telekomunikacyjnej, powierzchni obiektu). Wyższa wydajność chłodzenia pozwala zmniejszyć koszty energii elektrycznej potrzebnej do zasilania dodatkowych wymagań chłodzenia.

      Niższy wskaźnik efektywności zużycia energii (PUE) i zużycia wody

      Przy wartości PUE tak niskiej jak 1,03 można worzyć centra danych wydajniejsze energetycznie i bardziej zrównoważone. Dzięki zastosowaniu systemów jednofazowego lub dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego możemy zredukować lub całkowicie wyeliminować wysokie zużycie wody występujące w systemach tradycyjnych.

  • Superkomputery

    Strategia. Wydajność. Koszty. Zrównoważony rozwój.

    • Superkomputery w budynku rządowym: grafika

      Większa wydajność i efektywność chłodzenia

      Zwiększenie ilości operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę (FLOPS) na jeden wat nie zawsze jest rozwiązaniem możliwym do wdrożenia w celu podniesieniu wydajności układu z uwagi na małą efektywność i brak ekonomicznego uzasadnienia w przypadku tradycyjnych metod chłodzenia.

      Niższy wskaźnik efektywności zużycia energii (PUE) i zużycia wody

      Przy wskaźniku PUE na poziomie 1,03 można tworzyć superkomputery wydajniejsze energetycznie i bardziej zrównoważone. Koniec z wysokim zużyciem wody w systemach dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego dzięki zastosowaniu chłodnic suchych, a także ograniczenie lub wyeliminowanie marnotrawstwa wody w systemach jednofazowego chłodzenia zanurzeniowego — również poprzez zastosowanie chłodnic suchych.

      Niższe koszty eksploatacji

      Wyższa wydajność chłodzenia pozwala zmniejszyć koszty energii elektrycznej potrzebnej do zasilania dodatkowych wymagań chłodzenia.

  • Przemysłowa wysokowydajna infrastruktura obliczeniowa (HPC)

    Strategia. Wydajność. Koszty. Zrównoważony rozwój.

    • Przedsiębiorstwo, szpital HPC, bank i zakład produkcyjny: grafika

      Wyższa moc i efektywność chłodzenia

      Obsługa nowych lub intensywniejszych obliczeniowo obciążeń, z chłodzeniem których tradycyjne systemy nie potrafią poradzić sobie w sposób efektywny i ekonomiczny.

      Niższa latencja

      Ograniczenie opóźnień sieci w bardziej zagęszczonych i zoptymalizowanych przestrzennie centrach danych lub szafach serwerowych będących bliżej użytkownika.

      Większa niezawodność sprzętu

      Niższe temperatury węzłów oraz ograniczenie wahań temperatur i gorących miejsc zwiększa niezawodność działania. Mniej awarii sprzętowych poprzez ograniczenie liczby części ruchomych (np. wentylatorów), niezbędne w tradycyjnych systemach chłodzenia.

  • Edge/5G

    Strategia. Wydajność. Koszty. Zrównoważony rozwój.

    • Zdalne urządzenie Edge z autonomicznym pojazdem: grafika

      Produkt obojętny geograficznie i środowiskowo

      Instalacja systemów typu edge z jednolitą infrastrukturą chłodniczą na całym świecie, niezależnie od zmian w środowisku (np. wahania temperatur i wilgotności). Zagęszczenie mocy otwiera również nowe możliwości instalacji w miejscach o ograniczonej przestrzeni i wytrzymałości na obciążenia.

      Plan zaspokojenia przyszłych wymagań gęstości mocy

      Wdrażanie zaawansowanych obliczeniowo modułów typu edge o i niewielkich rozmiarach, technicznych z myślą o obecnych i przyszłych zadaniach obliczeniowych.

      Niższa latencja

      Ograniczenie opóźnień w bardziej zagęszczonych i zoptymalizowanych modułach edge;

      Dłuższa żywotność aktywów

      Uszczelnione moduły z chłodzeniem zanurzeniowym chronią sprzęt IT przed zanieczyszczeniami środowiskowymi, takimi jak kurz i wilgoć. Redukcja liczby części ruchomych pomaga również zwiększyć niezawodność i wydłuża żywotność modułów edge.

  • Kryptowaluty

    Strategia. Wydajność. Koszty. Zrównoważony rozwój.

    • Centrum danych Bitcoin: grafika

      Większa wydajność z jednego wata

      Zyskaj przewagę dzięki chłodzeniu zanurzeniowemu poprzez zwiększenie ilości operacji zmiennoprzecinkowych przez przetaktowanie układu. Dodatkowa wydajność chłodzenia pozwala zwiększyć moc układu na potrzeby aplikacji kryptowalutowych i innych operacji finansowych.

      Niższe koszty inwestycji i eksploatacji

      Niższe koszty inwestycji dzięki minimalizacji lub wyeliminowaniu infrastruktury chłodzącej na powietrze (np. agregaty chłodnicze, CRAC, CRAH, PDU, RPP, sieć telekomunikacyjna, powierzchnia obiektów). Wyższa wydajność chłodzenia pozwala zmniejszyć koszty energii elektrycznej potrzebnej do zasilania dodatkowych wymagań chłodzenia.

Techniki chłodzenia cieczą z wykorzystaniem płynów 3M

Płyny 3M mogą być stosowane w systemach jednofazowego i dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego, jak również w jednofazowym dwufazowym chłodzeniu bezpośrednim chipów komputerowych.

  • Schemat jednofazowego chłodzenia zanurzeniowego
  • Jednofazowe chłodzenie zanurzeniowe

    W jednofazowym chłodzeniu zanurzeniowym ciecz pozostaje w stanie ciekłym. Podzespoły elektroniczne są zanurzane bezpośrednio w cieczy dielektrycznej w szczelnej, ale łatwo dostępnej obudowie, w której ciepło podzespołów elektronicznych jest oddawane do cieczy. Pompy są często wykorzystywane do zapewnienia przepływu ogrzanego płynu do wymiennika ciepła, gdzie jest on schładzany i ponownie zwracany do obudowy.

  • Schemat dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego
  • Dwufazowe chłodzenie zanurzeniowe

    W dwufazowym chłodzeniu zanurzeniowym ciecz jest doprowadzana do wrzenia i kondensuje, co wykładniczo zwiększa wydajność transferu ciepła. Podzespoły elektroniczne są bezpośrednio zanurzane w cieczy dielektrycznej w szczelnej, ale łatwo dostępnej obudowie, w której ciepło z podzespołów elektronicznych doprowadza ciecz do wrzenia powodując jej przechodzenie w stan gazowy. Para skrapla się na wymienniku ciepła (skraplaczu) wewnątrz zbiornika, przekazując ciepło do obiegu wodnego, który odprowadza ją poza centrum danych.

  • Schemat chłodzenia bezpośrednio do mikroprocesora
  • Chłodzenie D2C

    Chłodzenie bezpośrednie chipów komputerowych (D2C) polega nad odprowadzaniu ciepła poprzez pompowanie cieczy pomiędzy płytami przymocowanymi do podzespołów elektronicznych. Płyn nigdy nie styka się bezpośrednio z elementami elektronicznymi. W przypadku rozszczelnienia układu lub wycieku cieczy przewodzącej prad elektryczny np. glikol wodny zastosowanej jako nośnik ciepła w aplikacji D2C może dojść do uszkodzenia chłodzonych układów elektronicznych. W przypadku zastosowania płynów dielektrycznych w chłodzeniu bezpośrednim D2C nawet w przypadku rozszczelnienia układu i nie powodują one zniszczenia chłodzonych elementów. Chłodzenie D2C może być stosowane w systemach jednofazowego i dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego.

Dobierz płyn chłodzący 3M do swoich potrzeb

  • Fluorinert™płyn specjalistyczny do elementów elektronicznych
    Płyny specjalistyczne 3M Fluorinert Electronic Liquids do elementów elektronicznych

    Płyny specjalistyczne 3M Fluorinert do elementów elektronicznych od ponad 60 lat utrzymują branżowy standard chłodzenia elektroniki w kontakcie bezpośrednim. Te niezwykle obojętne, w pełni fluorowane płyny charakteryzują się wyjątkowo wysoką wytrzymałością dielektryczną i doskonałą kompatybilnością materiałową. Płyny specjalistyczne 3M Fluorinert do elementów elektronicznych są przezroczyste, bezwonne, niepalne, nie zawierają oleju, są niskotoksyczne, niekorozyjne, zapewniają szeroki zakres temperatur roboczych oraz wysoką stabilność termiczną i chemiczną. Oprócz tego płyny specjalistyczne 3M Fluorinert do elementów elektronicznych charakteryzują się niską wartością stałych dielektrycznych, co czyni je idealnymi do zastosowań w systemach jednofazowego i dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego centrów danych.

    POBIERZ PRZEWODNIK WYBORU PRODUKTU
  • Płyn inżynieryjny Novec
    Płyny techniczne 3M Novec™

    Płyny techniczne 3M Novec powstały z myślą o zrównoważeniu zalet w zakresie wydajności z neutralnością środowiskową i bezpieczeństwem pracowników. Są one dostępne do wielu różnych zastosowań, w tym do odprowadzania ciepła, czyszczenia, dyspersji i osadzania środków smarnych. Płyny te są niepalne, nie zawierają olejów, są niskotoksyczne, niekorozyjne, mają dobrą kompatybilność materiałową i stabilność termiczną. Płyny techniczne 3M Novec mają też niski współczynnik globalnego ocieplenia (GWP) i zerowy potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP), co zapewnia właścicielom centrów danych innowacyjne, godne zaufania i zrównoważone rozwiązanie w zakresie jednofazowego lub dwufazowego chłodzenia cieczą (D2C i zanurzeniowego). Obecnie 3M do zastosowań chłodzenia cieczą zaleca stosowanie płynów inżynieryjnych 3M Novec na bazie hydrofluoroeteru (HFE).

    POBIERZ PRZEWODNIK WYBORU PRODUKTU

Chłodzenie zanurzeniowe: często zadawane pytania

  • Chłodzenie zanurzeniowe polega na odprowadzaniu ciepła z urządzeń IT w centrach danych poprzez bezpośrednie zanurzenie ich w cieczy nieprzewodzącej, takiej jak płyny specjalistyczne 3M™ Fluorinert™ do elementów elektronicznych lub płyny inżynieryjne 3M™ Novec™. Ciepło wytwarzane przez elementy elektroniczne jest bezpośrednio i efektywnie odprowadzane do cieczy. Zmniejsza to zapotrzebowanie na stosowanie dodatkowych materiałów jak radiatory, wentylatory, osłony, płytki metalowe i inne elementy używane powszechnie w tradycyjnych metodach chłodzenia.
  • Chłodzenie zanurzeniowe z użyciem płynów 3M zapewnia wiele korzyści w porównaniu z tradycyjnym chłodzeniem powietrzem, w tym wyższą efektywność termiczną (niższy wskaźnik PUE), lepszą wydajność i niezawodność centrów danych. Chłodzenie zanurzeniowe eliminuje również potrzebę kompleksowego zarządzania przepływem powietrza. Odpowiednio zoptymalizowane centra danych z chłodzeniem zanurzeniowym ograniczają koszty inwestycji i eksploatacji, a ich budowa jest zazwyczaj szybsza i mniej skomplikowana. Wyższa gęstość obliczeniowa dzięki chłodzeniu zanurzeniowemu pozwala na bardziej elastyczne rozmieszczenie centrów danych i usuwa ograniczenia w wyborze ich lokalizacji, np. zawiązane z wysokimi kosztami nieruchomości lub niedostatkiem powierzchni. Wreszcie, chłodzenie zanurzeniowe z użyciem płynów 3M może pomóc wyeliminować kompromis pomiędzy zużyciem wody, efektywnością energetyczną i kosztami poprzez eliminację agregatów chłodniczych i skomplikowanych układów sterowania w systemach chłodzenia powietrzem. Pomaga to ograniczyć zużycie wody do chłodzenia centrum danych poprzez wykorzystanie wody w naturalnej temperaturze niezależnie od strefy klimatycznej aby umożliwić chłodzenie z pełną wydajnością bez zbędnej infrastruktury parowania.
  • Chłodzenie zanurzeniowe polega na bezpośrednim zanurzeniu sprzętu IT w szczelnej, ale łatwo dostępnej obudowie wypełnionej cieczą dielektryczną. Ciepło wytwarzane przez elementy elektroniczne jest przekazywane bezpośrednio do cieczy. W chłodzeniu bezpośrednim (D2C) ciecz nigdy nie styka się wprost z elementami elektronicznymi. Zamiast tego, płyn chłodzący jest pompowany przez rurki umieszczone w płytach zamocowanych na elementach elektronicznych i przekazujących ciepło.

    Obie metody chłodzenia mogą być stosowane w trybach jedno- i dwufazowym z użyciem płynów 3M.
  • Istnieją dwie popularne konfiguracje chłodzenia zanurzeniowego: zbiornik i wymiennik (clamshell)
    W przypadku chłodzenia zanurzeniowego w zbiorniku wykorzystuje się płyn dielektryczny jako czynnik przekazujący ciepło w zamkniętym, łatwo dostępnym zbiorniku. Eliminuje to konieczność stosowania hermetycznych złączy, zbiorników ciśnieniowych i uszczelek. Serwery muszą być zainstalowane pionowo wewnątrz zbiornika.

    W konfiguracji typu clamshell elektronika serwerowa jest szczelnie zamknięta w obudowie serwera. Płyn dielektryczny przepływa przez całą obudowę serwera, odprowadzając ciepło z podzespołów elektronicznych. Konstrukcja typu clamshell jest zazwyczaj stosowana w układach serwerów zainstalowanych w stelażu poziomo.
  • Występuje szereg kluczowych czynników, które należy uwzględnić przy wyborze jednofazowego lub dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego.

    Systemy jednofazowego chłodzenia zanurzeniowego charakteryzują się prostszą konstrukcją zbiorników i łatwiejszym zatrzymywaniem płynów. Kompatybilność materiałowa i higiena płynów w chłodzeniu jednofazowym są również mniej wymagające w porównaniu z dwufazowym chłodzeniem zanurzeniowym.

    Wdrożenie pasywnych systemów dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego pozwala na uzyskanie większej wydajności transferu ciepła w procesie wrzenia (poprzez zmianę stanu skupienia cieczy na parę) w porównaniu z jednofazowym chłodzeniem zanurzeniowym, co pozwala na uzyskanie większych gęstości mocy obliczeniowej w systemach dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego (do 250–500 kW na zbiornik). Ponadto infrastruktura chłodząca wymagana do obsługi dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego jest zazwyczaj mniej skomplikowana, ponieważ nie jest wymagane dodatkowe chłodzenie poza chłodnicą suchą.
  • W systemach jednofazowego chłodzenia zanurzeniowego mogą być stosowane zarówno związki fluoroorganiczne (lub fluorowęglowodory), jak i węglowodory (np. oleje mineralne, oleje syntetyczne, oleje naturalne). Ciecze o wyższej temperaturze wrzenia (powyżej maksymalnej temperatury chłodzonego układu) są niezbędne do utrzymania w fazie ciekłej.

    Przy wyborze związków fluoroorganicznych i węglowodorów należy zwrócić uwagę na: wydajność transferu ciepła (stabilność i niezawodność w czasie, itp.), łatwość konserwacji sprzętu IT, potrzeby w zakresie higieny i wymiany płynów, kompatybilność materiałową, właściwości elektryczne, palność, oddziaływanie na środowisko, kwestie związane z bezpieczeństwem oraz całkowity koszt płynu w całym okresie eksploatacji zbiornika lub centrum danych.
  • Płyny fluorowe, mające zazwyczaj niższą temperaturę wrzenia, są stosowane głównie w systemach dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego. Węglowodory zazwyczaj nie są używane w systemach dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego, ponieważ większość z nich jest wybuchowa i/lub łatwopalna. Dlatego też węglowodory są zazwyczaj używane tylko w systemach jednofazowych.

    Przy wyborze różnych związków fluorochemicznych należy wziąć pod uwagę: wpływ na wydajność informatyczną (powtarzalność, niezawodność, itp.), łatwość konserwacji sprzętu IT, potrzeby w zakresie higieny i wymiany płynów, kompatybilność materiałową, właściwości elektryczne, palność, oddziaływanie na środowisko, kwestie związane z bezpieczeństwem oraz całkowity koszt płynu w całym okresie eksploatacji zbiornika lub centrum danych.

  • Pobierz dane techniczne dostępne na temat rozwiązania.

    Chłodzenie zanurzeniowe z użyciem płynów inżynieryjnych 3M znamy od podstaw.

    Pobierz biuletyn techniczny (PDF, 183.20 KB)

  • Mit czy fakt?

    Nasi eksperci obalają niektóre popularne mity dotyczące chłodzenia zanurzeniowego i płynów 3M.

    Zobacz obalone mity

Chłodzenie zanurzeniowe: zasoby

  • Zbiornik do dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego: schemat
    Sprawdzone rozwiązania dotyczące projektowania systemu dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego (PDF, 242 KB)

    Poznaj sprawdzone metody projektowania i budowy zbiorników (materiały, pokrywa, uszczelnienie), przygotowania sprzętu IT, kondycjonowania płynów i usuwania zanieczyszczeń, zarządzania wilgocią oraz kontroli wentylacji i ciśnienia.

  • Zbiornik do chłodzenia zanurzeniowego: miniatura filmu
    Video: Zobacz chłodzenie zanurzeniowe dla centrów danych w praktyce

    Obejrzyj film pokazujący działanie systemów jednofazowego i dwufazowego chłodzenia zanurzeniowego. Ponadto dowiedz się, w jaki sposób chłodzenie zanurzeniowe centrów danych przy użyciu płynów 3M może zapewniać wyższą gęstość mocy obliczeniowej i wydajność na mniej niż 10% wymaganej przestrzeni w porównaniu do analogicznej instalacji chłodzonej powietrzem.

  • Woda do zbiornika do chłodzenia zanurzeniowego: infografika
    Infografika: Odkryj chłodzenie bez kompromisów (PDF, 3.15 MB)

    Tradycyjne centra danych zużywają średnio 40% energii na samo chłodzenie oraz miliardy litrów wody. Odkryj świat, w którym może to ulec zmianie, dzięki nowatorskim innowacjom w zakresie technologii wymiany ciepła i zarządzania ciepłem.

  • Logo BitFury na budynku omawianym w analizie przypadku
    Analiza przypadku BitFury (PDF, 2,19 MB)

    Chłodzone zanurzeniowo kryptowalutowe centrum danych BitFury o mocy ponad 40 MW i 1,02 PUE osiąga moc do 250 kW na zbiornik lub do 100 kW na m2 z użyciem płynu Novec 7100.

Wiadomości branżowe

Przyłącz się do nas i wspólnie przesuwajmy granice możliwości przyszłych centrów przetwarzania danych.

Karty danych technicznych

Przyszłość jest płynna.

Nasze unikalne doświadczenie w zakresie chłodzenia zanurzeniowego pomoże Ci w realizacji kolejnego projektu centrum danych.

zamknij  

Informacje podane przez Państwa posłużą do udzielenia odpowiedzi na Państwa pytania drogą elektroniczną lub telefonicznie, przez przedstawiciela 3M lub przez jednego z naszych partnerów biznesowych, któremu udostępniliśmy Państwa dane osobowe zgodnie z Polityką prywatności 3M.

Informacja prawna
|
Polityka prywatności
|
Ustawienia cookie
© 3M 2023. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Dołącz do nas
Wymienione marki są znakami towarowymi firmy 3M.