Análisis en profundidad: Ventajas y desafíos del sistema de refrigeración líquida de placa fría de dos fases.

En los últimos años, los grandes modelos de IA, la computación en la nube, la supercomputación y otros campos han generado mayores exigencias en cuanto a potencia de cálculo. Con la rápida evolución de los servidores y la continua actualización de los chips, la demanda de disipación de calor también ha aumentado rápidamente. Ante las necesidades de disipación de calor de alta densidad, la tecnología de refrigeración líquida ha desarrollado múltiples enfoques, que incluyen principalmente la refrigeración líquida por placa fría, la refrigeración líquida por inmersión y la refrigeración líquida por pulverización. Entre ellos, la refrigeración líquida por placa fría es la solución técnica madura más utilizada actualmente, y se divide en refrigeración líquida por placa fría monofásica y bifásica. Hoy, nos centraremos en la tecnología de refrigeración líquida por placa fría bifásica con Jialede y analizaremos en profundidad sus ventajas y desafíos.

Basándonos en una amplia investigación de mercado, exploraremos las ventajas técnicas de la refrigeración líquida de placa fría de dos fases desde los siguientes tres aspectos:

Arquitectura y compatibilidad del sistema de refrigeración líquida

En comparación con la refrigeración líquida por inmersión, la refrigeración líquida por placas frías se adapta mejor a la arquitectura tradicional de los servidores, su peso total no varía mucho y los requisitos de carga de la sala de servidores no son elevados. Es adecuada para la actualización y renovación de salas de servidores existentes y facilita la actualización de placas frías monofásicas a bifásicas en el futuro. Asimismo, la refrigeración líquida por placas frías requiere menos modificaciones de la CPU/GPU y los cambios en el rack eléctrico de soporte son relativamente pequeños. El refrigerante no entra en contacto directo con los componentes eléctricos, lo que evita muchos problemas de compatibilidad. Además, con la misma disipación de calor, el consumo de energía de la bomba del sistema de refrigeración líquida por placas frías bifásicas es menor que el de los sistemas de refrigeración por placas frías monofásicas y por inmersión.

Eficiencia económica

Durante la circulación del refrigerante de cambio de fase a baja presión, el aluminio puede sustituir al cobre, evitando así el uso de metales costosos como el acero inoxidable y el cobre en las tuberías, lo que reduce el coste del sistema. En comparación con el uso de grandes cantidades de líquido fluorado electrónico/aceite mineral en la refrigeración líquida por inmersión, el consumo de refrigerante en el sistema de refrigeración líquida de placas frías y las pérdidas durante el mantenimiento diario son mucho menores, lo que permite reducir la inversión inicial.

Características del refrigerante

La conductividad del líquido/refrigerante fluorado electrónico es muy baja, y se usa frecuentemente para limpiar componentes eléctricos. Incluso en caso de fuga, no dañará dichos componentes. El líquido/refrigerante fluorado electrónico es una sustancia pura, y no requiere aditivos como inhibidores de corrosión o fungicidas en la circulación del sistema, lo que garantiza la limpieza del mismo y reduce el riesgo de corrosión. Gracias a la tecnología tradicional de sistemas de refrigeración, una vez instalado el filtro seco, el sistema se mantiene limpio durante mucho tiempo, reduciendo considerablemente la probabilidad de obstrucción y corrosión de las tuberías. La eficiencia de transferencia de calor por ebullición generada por el cambio de fase del refrigerante es de 3 a 10 veces mayor que la de la convección monofásica, lo que permite una disipación de calor de alta densidad. Asimismo, la capacidad de transporte de calor del refrigerante de cambio de fase es superior al calor sensible del refrigerante monofásico. El sistema puede satisfacer los requisitos de disipación de calor con un caudal bajo y reducir el consumo de energía de la bomba de circulación.

Aunque el sistema de refrigeración líquida de placa fría de dos fases tiene una serie de ventajas, la mayoría de los proveedores nacionales se encuentran actualmente en la etapa de investigación y desarrollo, con pocos proyectos de producción en masa, y todavía se enfrentan a algunos desafíos técnicos:

Encontrar o desarrollar líquidos fluorados o refrigerantes electrónicos adecuados para garantizar la temperatura y presión de cambio de fase apropiadas y evitar la condensación de los componentes electrónicos cuando la temperatura de evaporación sea demasiado baja o se produzcan fugas;

Requiere un control de flujo de líquido y un control de presión de cambio de fase avanzados.

Problemas relacionados con el tamaño de los componentes (miniaturización/integración), facilidad de uso;

Aunque la tecnología de refrigeración líquida de placa fría de dos fases aún tiene un largo camino por recorrer, con el aumento de la disipación de calor de alta densidad y la creciente demanda de overclocking de chips de gama baja en condiciones de baja temperatura, esta tecnología acabará consolidándose en el mercado de la refrigeración líquida. Jialede participa activamente en la exploración de tecnologías de vanguardia para sistemas de refrigeración de centros de datos y colabora con varios proveedores internacionales de servidores y sistemas de gestión térmica en la investigación de la tecnología de refrigeración líquida de placa fría de dos fases. Su objetivo es colaborar con los clientes para lograr una cooperación mutuamente beneficiosa e impulsar el futuro mercado de la informática, caracterizado por la informatización, la inteligencia artificial y la comercialización.