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过去十年,对数据中心和网络服务的需求迅速增长。然而,由于更高效的电子硬件、向超大规模和云数据中心的迁移以及更高效的冷却基础设施等,近年来电力需求已经趋于稳定。本文对冷却技术进行了关键概述并讨论了研究差距。数据通信设施中的冷却技术大致可分为风冷和液冷系统。架空/地板下送风、热/冷通道布局和热/冷通道遏制是优化风冷系统性能的主要策略。架空地板架构已在数据通信设施中得到广泛采用,但存在大量气流泄漏(约 25-50%)。研究发现,最佳通风系统是硬地板设计,采用架空冷风输送和热风回风管道,而不是基于房间的送风和回风。冷通道遏制可以更好地降低机架的最高入口温度并抑制冷却系统故障时的温升,而热通道遏制可以提供更低的机架平均入口温度和更小的标准差,并且受服务器周围气密性的影响更小。随着机架功率密度超过 10 kW/机架且热流超过 100 kW/cm 2 ,传统的风冷系统不再是可行的热管理解决方案。喷雾冷却、冲击射流、浸没冷却、液冷微通道和热管等液体冷却方法是克服风冷系统容量限制的新兴技术之一。对于浸没冷却,过渡到过冷两相流沸腾、通过添加微结构或不规则性来创造更多的成核位点和更大的传热表面积来增强传热以及利用纳米流体是受到学者关注的突出增强策略。将电力电子模块浸入液体中可使热阻降低至空气冷却系统的 25%,或微通道或喷雾冷却等液体冷却系统的 30-50%。根据现有的冷却系统、总体热负荷和热点,热管系统可以作为独立单元或与空气冷却系统结合使用,即所谓的混合系统,为数据中心提供服务。与典型的空气冷却系统相比,混合系统可以分别降低 37-58% 和 20-70% 的年度冷却负荷系数和能耗。

数据通信设施中的冷却技术 - Purdue e-Pubs

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