Jako centra danych i wysokie - Urządzenia Performance (HPC) zmagają się z szybującymi gęstościami mocy - napędzanymi przez AI, uczenie maszynowe i przetwarzanie w chmurze - Technologie chłodzenia stały się krytycznym butelkiem. Wśród najczęściej stosowanych roztworów fluorowane płyny, szczególnie perfluoropolyether (PFPE), od dawna zdominują ze względu na ich wyjątkową stabilność termiczną i właściwości dielektryczne. Jednak ewoluujące przepisy środowiskowe i popyt na wyższą wydajność są wywołującymi innowacje w formulacjach PFPE i rozwój realnych alternatyw. W tym artykule bada najnowsze postępy w technologii PFPE i pojawiające się alternatywy przekształcające krajobraz chłodzący.
PFPE: The Gold Standard i jego ostatnie innowacje
Oleje PFPE (perfluoropolieter) zyskały swoją reputację jako premium płyn chłodzący w systemach chłodzenia zanurzeniowego, dzięki unikalnemu zestawowi właściwości: wysokiej przewodności cieplnej, bezwładności chemicznej, nietopeczkowości - oraz elektrycznej non -. Cechy te sprawiają, że są idealne do zanurzenia wrażliwej elektroniki, takich jak GPU i płyty główne serwera, bez ryzyka korozji lub zwarć. Tradycyjne preparaty PFPE stanęły jednak w obliczu krytyki ich wysokiego potencjału globalnego ocieplenia (GWP) i trwałości w środowisku, co skłania producentów do przemyślenia ich chemii.
Ostatnie innowacje w technologii PFPE koncentrują się na zmniejszeniu wpływu na środowisko przy jednoczesnym zachowaniu wydajności. Wiodący producenci, tacy jak 3M i Solvay, wprowadzili niskie warianty PFPE - GWP, takie jak 3M Novec 7100GL, co obniża GWP o ponad 99% w porównaniu z starszymi fluorowanymi płynami. Te następne PFPE - osiągają to poprzez skrócenie łańcuchów molekularnych i zmniejszając zawartość fluoru, minimalizując ich okres życia atmosferycznego bez poświęcania wydajności cieplnej. Kolejnym przełomem jest integracja dodatków, które poprawiają transfer ciepła - nanocząstki grafenu lub azotku boru, na przykład - zwiększanie przewodności cieplnej do 20% przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa dielektrycznego.
Ponadto pojawiają się recyklingowe preparaty PFPE. Te płyny można filtrować i ponownie przetworzyć po użyciu, zmniejszając odpady i obniżając długie koszty operacyjne -. Dla centrów danych mających na celu osiągnięcie celów netto - innowacje te sprawiają, że PFPE jest bardziej zrównoważonym wyborem niż kiedykolwiek wcześniej.
Alternatywy dla PFPE: różnorodne rozwiązania dla określonych potrzeb
Podczas gdy zaawansowane PFPS pozostają dominujące, kilka alternatyw zyskuje przyczepność, każda z nich zajmuje się określonymi punktami bólu, takimi jak koszt, biodegradowalność lub kompatybilność z starszymi systemami.
Syntetyczne węglowodory
Syntetyczne węglowodory (SHCS) pojawiają się jako koszt - skuteczna alternatywa dla PFPE. Płyny te pochodzące z ropy naftowej lub gazu ziemnego oferują dobrą stabilność termiczną i właściwości dielektryczne za ułamek ceny PFPE - zwykle 30 - 50% tańsze. SHC, takie jak te z ExxonMobil i Chevron Phillips, nie są toksyczne i kompatybilne z większością metali i tworzyw sztucznych, co ułatwia zintegrowanie z istniejącymi systemami zanurzenia. Ich główną wadą jest niższa przewodność cieplna niż PFPE, co ogranicza ich zastosowanie w Ultra - High - konfiguracji gęstości (powyżej 50 kW/Rack). Jednak w przypadku centrów danych średniej (10-30 kW/Rack) SHC zapewniają równowagę wydajności i przystępności cenowej.
Woda - nanofluids oparta na
Woda - chłodzących chłodziwa, od dawna odrzucone za ich przewodność, powracają z nanotechnologią. Zawieszając nanocząstki (np. Tlenek glinu, miedź) w wodzie dejonizowanej, naukowcy stworzyli nanofluidy dielektryczne, które prowadzą ciepło 40 - 60% lepsze niż czysta woda, pozostając bezpiecznie elektrycznie. Firmy takie jak inżynieryjne płyny oferują takie preparaty, które są biodegradowalne i mają blisko - zero GWP. Te płyny wyróżniają się w bezpośrednich systemach chłodzenia -, w których docelowe usuwanie ciepła ma kluczowe znaczenie. Ich tanie koszty i korzyści środowiskowe sprawiają, że są popularne w zakresie centrów danych Edge i projektów Greenfield, choć wymagają surowszego uszczelnienia, aby zapobiec wyciekom.
Plant - dielecrics
Biodegradable, Plant - pochodne chłodzity zyskują na eko - Udogodnienia. Wykonane z olejków roślinnych (np. Rzepaku, słonecznika) z dodatkowymi stabilizatorami, płyny te nie są toksyczne, w pełni biodegradowalne i mają niski GWP. Marki takie jak linia płynów EN Midel EN - oferują stabilność termiczną do 120 stopni, odpowiednia dla aplikacji gęstości umiarkowanych -. Podczas gdy ich przewodność cieplna pozostaje w tyle za dielektrykami opartymi na PFPE, oparte na roślinach - są idealne dla centrów danych w regionach o ścisłych przepisach środowiskowych, takich jak zasięg UE lub SB 343. Ich głównym wyzwaniem jest utlenianie z czasem, co wymaga okresowej wymiany, ale rozwija się w dodatku przeciwutleniającym.
Hydrofluoroetry (HFE)
HFE to fluorowane płyny zaprojektowane do wypełnienia szczeliny między wydajnością PFPE a bezpieczeństwem środowiska. Przy wartościach GWP tak niskich jak 1 (w porównaniu z tysiącami dla starszych PFPE), HFE takie jak 3M Novec 649 nie są łatwopalne i stabilne chemicznie. Dobrze sobie radzą w jednoczesnym chłodzeniu zanurzenia fazowego -, oferując przewodność cieplną zbliżoną do PFPE, ale przy niższych kosztach. HFE są szczególnie popularne w Europie i Azji, gdzie presja regulacyjna na substancjach fluorowanych jest najsilniejsza. Ich głównym ograniczeniem jest niższa temperatura wrzenia (około 49 stopni dla 649 No.
Płyny jonowe
Liczby jonowe (ILS) to alternatywa krawędzi -, złożona z soli o temperaturze topnienia poniżej 100 stopni. Ich unikalna struktura daje im wyjątkową stabilność termiczną (do 300 stopni) i nietoperza -, dzięki czemu są odpowiednie dla ekstremalnych konfiguracji gęstości -, takich jak farm serwerów AI z 100+ kw/rack. IL, takie jak te opracowane przez BASF, mają znikome ciśnienie pary, eliminując utratę parowania i nie są toksyczne. Jednak ich wysoka lepkość i koszt - do 10x większych niż PFPE - obecnie ograniczają dużą adopcję skali -. Trwają badania nad niską - preparaty IL, a prototypy są obiecujące komercyjne użycie do 2026 r.
Droga do przodu: systemy hybrydowe i niestandardowe preparaty
Przyszłość technologii chłodziwa polega na hybrydyzacji. Wiele centrów danych łączy PFPE z alternatywami w celu optymalizacji wydajności i kosztów. Na przykład obiekt może używać niskiego - GWP Pfpe w wysokich - stojak GPU i syntetyczne węglowodory w niższych - obszarach magazynowania energii. Pojawiają się również niestandardowe mieszanki, dostosowane do konkretnego sprzętu (np. Intel vs. AMD CHIPS), a producenci oferują płyny zoptymalizowane pod kątem stóp termicznego serwera.
Presja regulacyjna będzie nadal prowadzić innowacje. Nadchodzące wersje regulacji gazu F -, ustanowione, aby zaostrzyć ograniczenia na fluorowanych płynach GWP o wysokiej -, zmuszają priorytetowo ustalanie biodegradowalności i niskiej trwałości. Tymczasem rosnący nacisk na gospodarki okrągłe pobudza inwestycje w technologie recyklingu i recylamacji chłodziwa, co dodatkowo zmniejsza wpływ na środowisko.
Wniosek
PFPE pozostaje kamieniem węgielnym wysokiego - chłodzenia wydajności, ale jego ewolucja w niską - GWP, sformułowania recyklingowe odzwierciedla zmianę branży w kierunku zrównoważonego rozwoju. Tymczasem alternatywy takie jak syntetyczne węglowodory, woda - nanopłyny oparte na nanoprzewodach i HFES, oferując nisze, oferując elastyczność dla różnych przypadków użycia. Ponieważ potrzeby chłodzenia centrów danych stają się bardziej złożone, kluczem będzie wybór odpowiedniego płynu - lub kombinacja płynów - w oparciu o gęstość mocy, cele środowiskowe i budżet. Dzięki ciągłym innowacjom następna dekada obiecuje bardziej wydajne, eko - i dostosowane do zarządzania termicznego w erze cyfrowej.
Dla firm poszukujących płynów chłodzących PFPE nasza firma zapewnia konkurencyjne ceny, niezawodne dostawy i wsparcie techniczne. Skontaktuj się z nami już dziś, aby uzyskać więcej informacji!
