喷雾冷却系统将数据中心的热量带走

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新加坡南洋理工大学的科学家发现,在cpu上喷洒不导电液体可以降低数据中心的运行成本。

近距离的喷雾冷却服务器机架内的原型
近距离的喷雾冷却服务器机架内的原型-南洋理工大学新加坡

他们声称,为数据中心的服务器降温的更可持续的方法可以降低能源成本和碳足迹,最多可降低26%。

新加坡数据中心的用电量占全国总用电量的7%,对云计算的需求也在不断增长。

数据中心服务器中最热的部件是中央处理器(CPU),它需要专用的风冷散热器。
当服务器垂直堆叠在一个机架上时,它们会产生大量的热量,因此冷空气会被吸进来冷却服务器,然后热空气会被排出到周围的环境中。

南洋理工大学的科学家们开发的新方法是,在没有散热器的情况下,利用蒸发和沸腾等高效散热机制的组合,喷射非导电流体直接冷却CPU。

然后,气体和多余的液体被收集到一个封闭的系统中,在热带环境温度(约30℃)下冷凝成液体,再循环回系统中重新使用。

根据南洋理工大学的说法,喷雾冷却比风冷带走更多的热量,这将使cpu运行得更快。
根据服务器在机架中消耗的功率(机架密度),在传统风冷机架中产生的废热估计约为每立方米7kW。相比之下,喷雾冷却原型能够处理高达23kW /立方米的齿条密度。

项目负责人、南洋理工大学机械与航空航天工程学院副教授Wong Teck Neng在一份声明中说,他们的新方法的主要好处是它的高能效和有针对性的方法。

黄副教授解释说,他们的目标方法是一种更聪明的方法,特别是在热带环境中,高湿和高温会对传统的空气冷却系统造成巨大压力。

一个传统的数据中心必须冷却到18摄氏度左右,这占其总能耗的40%左右。
相比之下,使用喷雾冷却,cpu可以保持在55摄氏度左右的最佳温度,而不需要能源密集型空调单元。

电力使用效率(PUE)——数据中心使用的总电力与实际提供给服务器的电力之比——与传统的风冷数据中心通常为1.8 PUE相比,新原型可以低至1.08。

该团队的研究还表明,基于1MW的数据中心IT负荷,与传统的空气冷却系统相比,他们的喷雾冷却系统每年可节省高达1550吨的二氧化碳排放。以节能方式运作的喷雾冷却数据中心,每年可节省26%的能源开支。

原型系统包括一个封闭的喷雾冷却服务器机架,能够在大气压附近工作,一个水泵,在每个CPU上喷洒多个喷嘴,一个收集蒸发液体的收集系统,以及一个节能的室温冷凝器,将气体再次转化为液体。与传统的空调系统不同,它不需要制冷系统。

它是由一个多学科团队开发的,其中包括南洋理工大学机械与航空航天工程学院的前副教授杜国川,助理教授何晋耀,以及研究员Ranjith Kandasamy和刘鹏飞。

南大的团队花了三年时间设计、建造、测试和调试他们的工作原型。该技术已通过NTU的创新和企业公司ntutual申请专利。

黄教授和他的团队现在将寻求与行业伙伴合作,开发一个更大的试点工厂。