Stel je een wereld voor waarin datacenters stil zijn, zonder de lawaaierige airconditioningunits. Serverkasten koelen zichzelf in speciale vloeistoffen. Welkom bij immersiekoeling, een nieuwe technologie die aanslaat.
Het gaat erom dingen koel te houden zonder energie of ruimte te verspillen. Ingenieurs zijn er dol op vanwege de efficiëntie en stilte. Het is van groot belang om datacenters soepel te laten draaien.
In deze gids gaan we dieper in op dompelkoeling. We bekijken de soorten koeling, hoe het werkt en de voordelen. Het is een belangrijke stap om datacenters duurzamer te maken.
Inhoudsopgave
Dompelkoeling
Dompelkoeling is een geavanceerde koeloplossing voor datacenters. Hierbij worden elektronische componenten, zoals CPU's, ondergedompeld in een niet-geleidende vloeistof. Deze methode voert warmte efficiënt af, waardoor de prestaties en energie-efficiëntie verbeteren.
Traditionele luchtkoelmethoden zoals computerruimte airconditioning (CRAC) zijn minder efficiënt. Dit komt omdat vloeistoffen een betere warmtegeleiding hebben dan lucht. Als gevolg hiervan kan dompelkoeling het energieverbruik aanzienlijk verlagen en kosten besparen.
Er zijn twee hoofdtypen dompelkoeling: enkelfasig en tweefasig. Bij enkelfasige dompelkoeling wordt een diëlektrische vloeistof gebruikt die warmte absorbeert zonder van toestand te veranderen. Bij dompelkoeling in twee fasen verandert de vloeistof in gas wanneer deze wordt verwarmd en keert dan terug naar vloeistof in een warmtewisselaar. Beide types dragen bij tot een vermindering van de afvalwarmte en een verbetering van de milieu-impact.
Datacenters spelen een grote rol in het wereldwijde elektriciteitsverbruik en zijn goed voor 1,5% van het verbruik. Door gebruik te maken van dompelkoeling kunnen datacenters een hogere CPU-dichtheid en een lager stroomverbruik bereiken. Dit maakt het een duurzame oplossing voor moderne datacenters. Dompelkoeling verlaagt niet alleen de energiekosten, maar vermindert ook de onderhoudskosten voor operators.
Meer informatie:Uitdagingen in datacenters overwinnen met innovatieve Cold Plate-koelingoplossingen
Voordelen van dompelkoeling
Dompelkoeling is een uitstekende manier om warmte te verwerken in datacenters. Het werkt door hete onderdelen zoals processors en GPU's onder te dompelen in speciale vloeistoffen. Deze methode is in veel opzichten beter dan traditionele luchtkoeling.
Het is beter voor de energie omdat het direct koelt. Dit is geweldig voor systemen die dicht op elkaar staan. Bovendien is het goed voor de planeet, omdat er minder CO2 wordt uitgestoten en milieuvriendelijke koelmiddelen worden gebruikt. Deze punten maken immersiekoeling tot een geavanceerde keuze voor datacenters die energie willen besparen en groen willen zijn.
Energie-efficiëntie en -besparingen
Dompelkoeling maakt datacenters veel energiezuiniger. Het kan de PUE (Power Usage Effectiveness) terugbrengen tot minder dan 1,1. Dat is veel beter dan de gebruikelijke 1,55 PUE met luchtkoeling. Dat is veel beter dan de gebruikelijke 1,55 PUE met luchtkoeling.
Er zijn ook minder grote, energieverslindende airconditioners nodig. Dit leidt tot een vermindering van het energieverbruik met 48%. Bovendien is het beter voor het milieu, omdat de CO2-uitstoot met 30% wordt teruggebracht. Al deze voordelen kunnen datacenters tot 33% kosten besparen, waardoor dompelkoeling een verstandige keuze is.
Verbeterd ruimtegebruik
Dompelkoeling verandert de manier waarop datacenters worden ontworpen. Er zijn geen speciale gangpaden en hoge plafonds meer nodig. Dit betekent dat datacenters ongeveer een derde minder ruimte nodig hebben dan voorheen.
Hierdoor kunnen datacenters meer ruimte innemen, waardoor de prestaties en het vermogen per oppervlakte toenemen. Het opent ook nieuwe ontwerpmogelijkheden, zoals datahallen op twee niveaus. Over het algemeen bespaart dompelkoeling veel ruimte en verhoogt het de efficiëntie.
Ruisonderdrukking
Dompelkoeling maakt datacenters stiller. Het maakt gebruik van vloeistoffen in plaats van ventilatoren, wat betekent dat er geen ventilatorgeluid is. Dit zorgt voor een stillere werkomgeving.
Traditionele datacenters kunnen erg luidruchtig zijn vanwege hun op ventilatoren gebaseerde koelsystemen. Dompelkoeling biedt een stiller alternatief. Het helpt bij het creëren van een rustigere ruimte voor werknemers, waardoor ze minder worden afgeleid door luide luchtgekoelde systemen.
Soorten dompelkoelsystemen
Vloeistofkoeling maakt gebruik van speciale vloeistoffen om elektronische onderdelen te koelen. Datacenters gebruiken deze methode vaak om de warmte beter te beheren. Bij deze methode worden servers volledig ondergedompeld in een niet-geleidende vloeistof. Deze vloeistof absorbeert en voert warmte af zonder ventilatoren of koellichamen.
Er zijn twee hoofdtypen dompelkoeling: enkelfasig en tweefasig. Beide gebruiken diëlektrische vloeistoffen die geen elektriciteit geleiden en een hoge thermische geleidbaarheid hebben. Hierdoor zijn ze ideaal voor het beheren van warmte.
Enkelfasige dompelkoeling
Eénfasige dompelkoeling is een efficiënte en eenvoudige koelmethode. In dit systeem blijft de diëlektrische vloeistof in vloeibare toestand. Het stroomt over en rond elektronische componenten, neemt de warmte direct op en geeft deze door aan warmtewisselaars. Deze methode is betrouwbaar en kosteneffectief omdat ze minder onderhoud vergt en werkt zonder de complexiteit van koken en condenseren. Enkelfasige dompelkoeling presteert ongeveer tien keer beter dan luchtkoeling wat betreft warmteafvoercapaciteit. Hierdoor is het perfect voor krachtige computeromgevingen. Met een lager energieverbruik en minder benodigde ruimte biedt het betere energiebesparingen en minder impact op het milieu.
Tweefasige dompelkoeling
Dompelkoeling in twee fasen is geavanceerder. Hierbij worden servers ondergedompeld in een diëlektrisch koelmiddel dat verandert van vloeistof naar damp. Wanneer het koelmiddel warmte absorbeert van hete componenten zoals CPU's en GPU's, gaat het koken en voert het warmte af. De damp condenseert vervolgens weer tot vloeistof en zet de cyclus voort. De damp condenseert vervolgens terug naar vloeistof en zet de cyclus voort. Deze methode biedt een superieure koeldichtheid en efficiëntie, waardoor het ideaal is voor intensieve werklasten, zoals AI en high-performance computing. Hoewel de initiële kosten hoger zijn, neemt het ruimte- en energieverbruik na verloop van tijd af, waardoor de totale onderhoudskosten dalen. De gebruikte technische vloeistoffen koken bij lagere temperaturen dan water, waardoor de energie-efficiëntie toeneemt en beheerders van centra meer koelvermogen krijgen in een kleinere ruimte.
Operationele mechanismen
Vloeistofkoeling door onderdompeling is een geavanceerde methode voor warmtebeheer in datacenters. Hierbij worden servers ondergedompeld in een niet-geleidende vloeistof, de zogenaamde diëlektrische vloeistof. Deze vloeistof heeft een grotere capaciteit om warmte te absorberen dan lucht, waardoor het efficiënter is.
Bij het koelproces circuleert de diëlektrische vloeistof door een warmtewisselaar. Dit systeem draagt de geabsorbeerde warmte over aan een secundair koelsysteem, zoals een koeltoren of koelmachine. Deze vloeistoffen zijn niet-geleidend en beschermen elektronische onderdelen tegen kortsluiting en oxidatie.
Dompelkoeling verbetert de thermische geleiding aanzienlijk en verlaagt het energieverbruik in vergelijking met traditionele luchtkoelsystemen zoals die met CRAC-units (Computer Room Air Conditioning). Door deze technologie toe te passen kunnen datacenters hogere CPU-dichtheden ondersteunen en voldoen aan de wereldwijde energiebesparingsdoelstellingen.
Hoe werken enkelfasige systemen?
Enkelfasige dompelkoeling is een eenvoudige aanpak om de temperatuur van servers te beheren. Hierbij wordt de hele server, inclusief CPU's en GPU's, ondergedompeld in een thermisch geleidende, diëlektrische vloeistof. In deze systemen blijft het koelmiddel vloeibaar; het kookt niet weg.
Dit betekent dat de warmte van de serveronderdelen direct wordt geabsorbeerd door de koelvloeistof. Eenmaal warm wordt de vloeistof door een warmtewisselaar gecirculeerd om de warmte efficiënt af te voeren. Enkelfasige systemen ondersteunen rackconfiguraties met een hoge dichtheid en zorgen voor een constante koeling zonder temperatuurschommelingen.
Deze systemen staan bekend om hun eenvoud, zijn betaalbaarder en eenvoudiger te onderhouden dan tweefasige systemen. Ze vereisen minder onderhoud en zijn ideaal om de operationele complexiteit in datacenters te verminderen.
Werkingsprincipes van tweefasensystemen
Dompelkoeling in twee fasen biedt een meer dynamische oplossing voor warmtebeheer. Hierbij worden elektronische componenten in een diëlektrisch vloeibaar koelmiddel geplaatst dat bij warmteabsorptie gaat koken. Deze kookactie verandert de vloeistof in damp, waardoor de warmte effectief aan de componenten wordt onttrokken.
Terwijl de damp opstijgt, koelt hij af en condenseert hij weer in zijn vloeibare vorm, waardoor een continue cyclus wordt voltooid. Dit proces maakt gebruik van de latente verdampingswarmte, die zorgt voor een efficiënte warmteoverdracht. Het systeem maakt gebruik van condenserspoelen, die zich meestal bovenin een afgesloten rek bevinden, om de damp weer om te zetten in vloeistof.
Tweefasige dompelkoeling is ontworpen voor omgevingen met een hoge dichtheid. Het biedt een energie-efficiënte oplossing voor veeleisende toepassingen zoals AI, high-performance computing (HPC) en geavanceerde cloudservices.
Toepassingen van dompelkoeling
Dompelkoeling verandert de manier waarop we omgaan met warmte in datacenters en nog veel meer. Het werkt door componenten in een speciale vloeistof onder te dompelen. Deze vloeistof neemt warmte weg van de apparatuur, bespaart energie en verlaagt de kosten.
Deze methode maakt gebruik van veilige vloeistoffen die elektronica niet beschadigen. Het is goed voor de planeet en bespaart geld op onderhoud. Bovendien kan de afvalwarmte zelfs voor andere dingen worden gebruikt.
Het maakt datacenters efficiënter en groener. Dit is geweldig voor wie duurzamer wil zijn.
Datacenters op grote schaal
Datacenters op grote schaal maken gebruik van dompelkoeling naarmate ze groeien. Ze hebben meer vermogen nodig voor zaken als AI. Maar luchtkoeling kan dat niet bijhouden.
Dompelkoeling kan racks met meer dan 100kW vermogen aan. Het bespaart ruimte en energie, waardoor deze centra milieuvriendelijker zijn. Ze gebruiken minder land en energie, wat goed is voor de planeet.
Met deze opstelling kunnen ze ook meer servers op een kleiner oppervlak plaatsen. Dit ondersteunt onze groeiende digitale behoeften.
Oplossingen voor Edge Computing
Edge computing-systemen bevinden zich vaak in krappe ruimtes in steden. Enkelfasige dompelkoeling is perfect voor deze ruimtes. Het maakt koeling efficiënter in kleine ruimtes.
Deze technologie is geweldig voor het verwerken van meer gegevens op krappe plekken. Het is schaalbaar, wat essentieel is voor groeiende edge computing. Het is een slimme keuze voor steden waar ruimte duur is.
Naarmate edge computing groeit, is immersiekoeling een slimme, efficiënte keuze. Het voldoet aan de high-density computing behoeften van de hedendaagse technologie.
Krachtig computergebruik (HPC)
High-Performance Computing (HPC) krijgt een flinke boost van enkelfasige dompelkoeling. Het maakt dichte rackopstellingen mogelijk. De vloeistof absorbeert meer warmte dan lucht, waardoor het perfect is voor HPC.
De gebruikte vloeistoffen zijn veilig en geleiden geen elektriciteit. Dit voorkomt schade en zorgt ervoor dat de apparatuur langer meegaat. Dompelkoeling bereidt HPC voor op toekomstige technologische vooruitgang.
Bedrijven als Shell, Intel en Asperitas werken aan het energiezuiniger maken van HPC. Dompelkoeling maakt HPC-systemen sterker en klaar voor de uitdagingen van morgen.
Duurzaamheid en dompelkoeling
Dompelkoeling verandert de manier waarop we datacenters koelen. Het gebruikt speciale vloeistoffen in plaats van lucht om beter te koelen. Deze methode bespaart energie en is beter voor het milieu.
Deze vloeistoffen zijn veilig en kunnen op natuurlijke wijze worden afgebroken. Dit is belangrijk voor een groene toekomst. Het vermindert het CO2- en waterverbruik aanzienlijk.
Het beschermt apparatuur ook tegen stof en vocht. Dit betekent dat er minder reparaties en vervangingen nodig zijn. Dompelkoeling is een stap in de richting van een schonere, slimmere toekomst voor datacenters.
Koolstofvoetafdruk verminderen
Overschakelen op dompelkoeling is een grote stap in de richting van het terugdringen van koolstofemissies. Het kan de uitstoot tot 39% verminderen in vergelijking met oude koelmethoden. Het verbruikt minder energie, tot 48% minder.
Zonder ventilatoren en luchtsystemen verbruikt hij zelfs nog minder energie. Bedrijven die streven naar duurzaamheid kunnen de CO2-uitstoot met 30% zien dalen. Het bespaart indirect ook water, waardoor het beter is voor de planeet.
Rendement op investering verbeteren
Dompelkoeling is goed voor de planeet en je portemonnee. Het kan je datacenter energiezuiniger maken. Dit betekent dat je veel bespaart op energiekosten.
U kunt ook meer servers in een kleinere ruimte plaatsen. Dit maakt uw datacenter efficiënter en verhoogt uw ROI. Bovendien is het betrouwbaar en heeft het minder onderhoud nodig, waardoor u op de lange termijn geld bespaart.
Dompelkoeling kan zelfs afvalwarmte omzetten in energie. Dit creëert een nieuwe manier om geld te verdienen. Het maakt uw datacenter ook klaar voor de toekomst, zodat u de koelsystemen minder vaak hoeft te upgraden. Zo blijft uw investering slim en waardevol naarmate de technologie voortschrijdt.
Vergelijking met andere koelmethoden
Naarmate de technologie beter wordt, hebben we betere koelsystemen nodig. Dompelkoeling is een topkeuze omdat het efficiënt is en energie bespaart. Het werkt door elektronica onder te dompelen in een speciale vloeistof die goed met warmte omgaat.
Het is beter dan oude koelmethoden omdat het energie bespaart en eenvoudiger op te zetten is. Je kunt ook meer servers in een kleine ruimte plaatsen. Dit is geweldig voor datacenters die geld willen besparen en groen willen zijn.
Dompelkoeling is ook goed om je apparatuur soepel te laten draaien. Het helpt je datacenter duurzamer te maken en bespaart op onderhoudskosten. Dit maakt het een slimme keuze voor de hedendaagse technische behoeften.
Onderdompelingskoeling vs. luchtkoeling
Dompelkoeling verslaat luchtkoeling in energieverbruik en ruimte. Luchtkoeling kan niet zoveel servers aan als immersiekoeling. Dit komt omdat dompelkoeling alle warmte vasthoudt, niet slechts een deel ervan.
Studies tonen aan dat dompelkoeling het energieverbruik met 61% kan verminderen in vergelijking met luchtkoeling. Dit betekent grote besparingen voor datacenters. Het houdt servers ook koeler, wat belangrijk is voor hun prestaties. Bovendien passen er meer servers in een kleinere ruimte, waardoor u bespaart op infrastructuurkosten.
Nu er meer vermogen nodig is voor servers, wordt dompelkoeling steeds populairder. Het is een topkeuze voor datacenters over de hele wereld.
Immersiekoeling vs. direct op het chip koelen
Dompelkoeling heeft grote voordelen ten opzichte van direct-to-chip koeling. Het kan je datacenter veel energiezuiniger maken. Dit komt omdat het een vloeistof gebruikt om alles te koelen, niet alleen specifieke onderdelen.
Maar aan de slag gaan met dompelkoeling kan lastig zijn. Je hebt speciale training nodig en misschien moet je je apparatuur anders onderhouden. Toch is het geweldig voor het verwerken van veel warmte en kan het die warmte zelfs hergebruiken voor energie.
Dit maakt het een topkeuze voor het koelen van moderne computers. Naarmate de technologie steeds beter wordt, zal dompelkoeling een geweldige optie blijven.
Uitdagingen en overwegingen
Beginnen met dompelkoeling in je datacenter heeft zo zijn uitdagingen. Ten eerste moet u uw apparatuur klaarmaken voor de vloeistof. Dit kan een hele klus zijn.
Je hebt ook speciale training nodig om alles soepel te laten verlopen. Het kan ook moeilijk zijn om de juiste onderdelen te vinden. Je zult met veel leveranciers moeten samenwerken voor alles wat je nodig hebt.
Overschakelen op dompelkoeling betekent dat je de lay-out van je datacenter moet herzien. Dit kan een grote verandering zijn. Beginnen met tweefasige dompelkoeling kost ook meer dan eenfasige. Maar het is efficiënter en kan u op de lange termijn geld besparen.
Vloeistof Onderhoud en Levenscyclus
Vloeistofonderhoud in dompelkoelsystemen is essentieel voor goede prestaties. De gebruikte vloeistof verdampt niet, dus je hoeft niet vaker toe te voegen. Dit betekent dat er minder onderhoud nodig is.
Maar het is belangrijk om de vloeistof regelmatig te testen. Deze tests controleren of de vloeistof nog goed werkt. Veiligheid is ook belangrijk, want de vloeistof is erg veilig en vat niet snel vlam.
De vloeistof is ook veilig voor het milieu. Het is niet giftig, kan op natuurlijke wijze worden afgebroken en kan worden gerecycled. Er zijn speciale reinigingsvloeistoffen verkrijgbaar voor eenvoudig onderhoud.
Ontwerp- en implementatiekosten
Dompelkoeling kan veel geld besparen in datacenters. Het verbruikt minder energie, dus je hebt geen grote luchtkoelsystemen nodig. Tweefasige koeling kost in het begin misschien meer, maar bespaart op de lange termijn geld.
Voor het opzetten van dompelkoeling kan hulp op maat nodig zijn. Bedrijven als Trumonytechs kunnen helpen met ontwerp en engineering. Overschakelen op dompelkoeling kan een grote verandering in de lay-out van je datacenter vereisen.
Maar deze verandering kan veel ruimte besparen. Dompelkoeling gebruikt veel minder ruimte dan traditionele koelsystemen. Terwijl enkelfasige systemen op voorhand goedkoper zijn, kan tweefasige koeling na verloop van tijd efficiënter zijn.
Conclusie
Vloeistofkoeling door onderdompeling is een geavanceerde oplossing voor moderne datacenters. Deze geavanceerde koelmethode vermindert het geluidsniveau doordat er geen ventilatoren en luchtstroming nodig zijn. Door gebruik te maken van diëlektrische vloeistoffen vangt dompelkoeling de warmte van hete componenten direct op en verwijdert deze. Hierdoor zijn datacenters energiezuiniger en beter geschikt voor krachtige computertaken.
