用于数据中心冷却领域的氟化液
- 江西美琦
氟化液,特别是氟化电子冷却液,是数据中心先进冷却技术,尤其是浸没式冷却中的核心介质。它们为应对高密度计算带来的散热挑战提供了高效的解决方案。
什么是氟化液?
氟化液是一类由碳、氟等元素组成的无色无味、透明液体,具有非常稳定的化学和物理性质。在数据中心冷却领域,我们特指那些专门设计用于直接接触电子设备(如服务器、芯片)的单相浸没式冷却液。
核心特性与优势
氟化液之所以成为数据中心冷却的宠儿,源于其一系列卓越的特性:
1. 卓越的电气绝缘性
· 最关键的特性:即使直接与通电的服务器主板、CPU、GPU、内存等部件接触,也不会导致短路。这是实现浸没式冷却的先决条件。
2. 极高的热工性能
良好的导热性:能有效地将芯片产生的热量迅速带走。
较低的比热容:这意味着液体本身升温所需的热量较少,能更快地进行热循环和散热。
3. 出色的化学稳定性和材料相容性
惰性极强:不与服务器上的金属、塑料、橡胶、PCB板等材料发生化学反应,不会腐蚀或损坏设备。
与元器件兼容:不会溶解或溶胀电子元件上的标签、涂料或硅胶。
4. 极低的表面张力和低粘度
低表面张力使其能轻松渗透到芯片和散热鳍片等微小缝隙中,不留死角,实现全方位冷却。
低粘度使得液体流动性好,泵送所需的能耗更低。
5. 无残留、易挥发
当服务器需要维护而从冷却液中取出时,附着在部件上的液体会迅速挥发干净,不留残留物,方便维护和更换。
氟化液主要用于单相浸没式冷却系统。
工作原理:将整个服务器或整排IT设备完全浸没在装有氟化液的密封箱体中。
散热过程:
电子元件运行时产生的热量直接传递给与之接触的氟化液。
被加热的氟化液通过自然对流或泵驱动循环,流经系统内部的热交换器。
在热交换器中,热量被二次侧冷却水(通常是园区冷却水)带走。
冷却后的氟化液再次流回服务器区域,继续吸热,完成循环。
系统形态:
箱体式:适用于单个机柜或小集群。
池式/坦克式:将大量服务器浸没在一个大型开放式或封闭式槽体中,适合规模化部署。
总结与展望:氟化液浸没式冷却技术是数据中心散热演进的一个重要方向,
尤其适用于:
· 超高密度计算:如AI训练集群、HPC(高性能计算)。
· 加密货币挖矿。
· 对功耗和PUE有严苛要求的数据中心。
未来趋势:
· 环保化:开发更环保、非PFAS的冷却液是行业的当务之急。
· 标准化与规模化:随着技术成熟和部署增加,成本有望逐渐下降。
· 两相浸没式冷却:使用沸点更低的氟化液,利用液体沸腾汽化吸收大量潜热,效率更高,是更前沿的技术,但对系统密封和压力控制要求也更高。
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