उच्च शक्ति विसर्जन ठंडा

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक घटक हर साल तेजी से काम करते हैं। गति बढ़ जाती है, खपत और गर्मी लंपटता बढ़ जाती है। प्रोसेसर और वीडियो कार्ड के विसर्जन कूलिंग में वर्तमान रुझान हमारे जीवन में तेजी से प्रवेश कर रहे हैं।

बाजार पर विसर्जन शीतलन प्रणाली के कई प्रस्ताव हैं, हालांकि, पहले परिचित पर, उनके मूलभूत अंतर को निर्धारित करना इतना आसान नहीं है। हमने आनुभविक रूप से प्रौद्योगिकियों की तुलना की और उनके नुकसान और फायदों की पहचान की।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के संकट के रूप में उपकरणों की अधिकता

हर कोई जानता है कि आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स बिजली से संचालित होते हैं। ऐसे उपकरण में या तो बैटरी होती है, या उसमें प्लग लगाना होता है। और वे सभी एक और आम विशेषता से एकजुट हैं - वे गर्मी करते हैं। उदाहरण के लिए, आधुनिक फोन सक्रिय रूप से गर्मी पैदा करते हैं जब संसाधन-गहन कार्य करते हैं: गेम, उच्च-गुणवत्ता वाले वीडियो रिकॉर्डिंग, आदि, और गेमर्स जानते हैं कि उनके शक्तिशाली कंप्यूटरों के सुचारू संचालन के लिए आपको बड़े और कुशल कूलर की आवश्यकता होती है।

बिजली के स्रोत से विद्युत प्रवाह मुख्य रूप से जटिल अर्धचालकों से मिलकर माइक्रोक्रिस्केट से होकर गुजरता है। एक अर्धचालक एक प्रकार की सामग्री है जो आंशिक रूप से विद्युत प्रवाह का संचालन करती है, और आंशिक रूप से नहीं। इसकी चालकता वोल्टेज, तापमान और अन्य स्थितियों पर निर्भर करती है।

यदि आप कई अलग-अलग अर्धचालक लेते हैं और उन्हें तीन परतों में व्यवस्थित करते हैं, तो आप एक अप्रत्याशित परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। यदि वोल्टेज को पहली और तीसरी परत पर लागू किया जाता है, तो ऐसे "सैंडविच" के माध्यम से प्रवाह नहीं होता है। लेकिन अगर आप 2 लेयर के साथ एक बहुत छोटा करंट स्टार्ट करते हैं, तो 1 और 3rd लेयर के बीच करंट लगभग अनहेल्दी होने लगता है।

संकेतित सिद्धांत के अनुसार काम करने वाले उपकरण को ट्रांजिस्टर कहा जाता है। अब इसकी संरचना, ज़ाहिर है, अधिक जटिल है, लेकिन नियम समान है - नियंत्रण शटर के कारण वर्तमान के प्रवाह को नियंत्रित करता है। इस प्रभाव की तुलना नल से की जा सकती है।
ट्रांजिस्टर के संचालन में विशेष रूप से ध्यान एक बंद राज्य (वर्तमान प्रवाह नहीं) से एक खुले राज्य (वर्तमान प्रवाहित नहीं) से संक्रमण की प्रक्रिया के लिए भुगतान किया जाता है। सामान्य ज्ञान यह निर्धारित करता है कि एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण तात्कालिक नहीं हो सकता है, और यद्यपि इसमें बहुत कम समय लगता है, लेकिन फिर भी यह शून्य-शून्य लंबाई है। यह इन राज्यों के बीच स्विच करने के क्षण में है कि वर्तमान खराब तरीके से गुजरता है, जो ट्रांजिस्टर को गर्म करने का कारण बनता है।

आधुनिक प्रोसेसर 4 GHz तक की आवृत्तियों पर कार्य करते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रोसेसर में ट्रांजिस्टर 4,000,000,000 स्विचिंग ऑपरेशन प्रति सेकंड करते हैं! और इस तरह के प्रत्येक स्विचिंग से डिवाइस गर्म हो जाता है।

इस कारण से, जब प्रोसेसर को ओवरक्लॉक करना (ओवरक्लॉकिंग), हीटिंग प्रक्रिया विशेष रूप से दृढ़ता से प्रकट होती है।

प्रोसेसर की सतह पर गर्मी को दूर करने के लिए, एक प्रशंसक के साथ एक रेडिएटर का उपयोग किया जाता है। प्रशंसक रेडिएटर के पंखों को ठंडी हवा से उड़ा देता है और प्रोसेसर द्वारा उत्पन्न गर्मी को हटा देता है। यह दृष्टिकोण उपयोग करने में सबसे आसान है, यही वजह है कि यह व्यापक हो गया है।

इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि हर साल प्रोसेसर की गति और ट्रांजिस्टर की संख्या में तेजी से वृद्धि हुई है, और प्रोसेसर का आकार हमेशा एक ही स्तर पर बना हुआ है। 33 MHz की गति के साथ Intel 486 प्रोसेसर और 3.8 GHz की गति के साथ आधुनिक Intel I7 की तुलना करें। आकार समान है, गति बहुत अधिक है, जिसका अर्थ है उच्च बिजली की खपत और गर्मी लंपटता।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ट्रांजिस्टर को सही ढंग से काम करने के लिए, इसका तापमान कम रहना चाहिए, अन्यथा यह बिजली के प्रवाह का संचालन करना शुरू कर देता है, जब भी इसके लिए आवश्यक नहीं है। यह पता चला है कि प्रोसेसर जितना तेज़ होता है, उतना ही गर्म होता है, और यह मौका जितना अधिक होता है कि उसके अंदर ट्रांजिस्टर सही ढंग से काम नहीं करेगा। ऐसा प्रभाव देखा जाता है, उदाहरण के लिए, ओवरक्लॉकिंग के दौरान और इसे "मौत की नीली स्क्रीन" के रूप में व्यक्त किया जाता है। जब प्रोसेसर अपने स्वयं के संचालन में खराबी का पता लगाता है, तो ओएस अपना संचालन बंद कर देता है, और उपयोगकर्ता को वर्तमान स्थिति के बारे में जानकारी के साथ एक नीली स्क्रीन दिखाई जाती है। यदि आप इस मोड में काम करना जारी रखते हैं, तो यह बहुत अधिक संभावना है कि कई अरब का कम से कम एक ट्रांजिस्टर टूट जाएगा। इससे भविष्य में इस तरह के प्रोसेसर का उपयोग करने के लिए नियमित खराबी और अक्षमता हो जाएगी।

यही कारण है कि अच्छा शीतलन प्रणाली का उपयोग करना और किसी दिए गए तापमान रेंज में इलेक्ट्रॉनिक्स को संचालित करना बहुत महत्वपूर्ण है। गति का पीछा प्रोसेसर को और अधिक नुकसान के साथ पहले यादृच्छिक फ्रीज, और फिर निरंतर लोगों तक ले जा सकता है।

यह सिद्धांत मुख्य रूप से आधुनिक सीपीयू - और विशेष रूप से जीपीयू पर लागू होता है। इन दो कंप्यूटिंग उपकरणों की वास्तुकला में अंतर के कारण, GPU का ताप अधिक शक्तिशाली है - बस इसलिए कि लगभग सभी ट्रांजिस्टर ऑपरेशन के दौरान उपयोग किए जाते हैं। शीर्ष सीपीयू की औसत शक्ति 90 वाट है, और जीपीयू 200 वाट है। इसलिए, आधुनिक वीडियो कार्ड के रेडिएटर केंद्रीय प्रोसेसर के रेडिएटर की तुलना में आकार में बहुत बड़े होते हैं।

बड़ी कंप्यूटिंग शक्ति को ठंडा करते समय, अतिरिक्त कठिनाइयां उत्पन्न होती हैं। एक वर्ग मीटर पर स्थित सर्वर उपकरणों की शक्ति बहुत अधिक है, और दसियों किलोवाट की मात्रा है। इसके अलावा, तापमान और आर्द्रता में उतार-चढ़ाव के बिना, एक निरंतर माइक्रॉक्लाइमेट बनाए रखना आवश्यक है। ध्यान से शब्द "नमी" की परिभाषा पर विचार करें: हवा की प्रति इकाई मात्रा में पानी के अणुओं की एकाग्रता; कुछ परिस्थितियों में, नमी घनीभूत हो सकती है और पानी में बदल सकती है, जो विद्युत प्रवाह को बहुत अच्छी तरह से संचालित करती है - जो इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत खतरनाक है। सर्वर रूम में एक और दुश्मन - धूल है, जो रेडिएटर्स को रोक देता है और शीतलन दक्षता को काफी कम कर देता है।

पारंपरिक और वैकल्पिक शीतलन प्रणाली

इन सभी कठिनाइयों के बावजूद, आधुनिक सर्वर उपकरणों के निर्माता गर्मी को दूर करने के लिए हवा का उपयोग करना जारी रखते हैं। लगभग सभी आधुनिक सर्वर कमरे ठंडी और गर्म गलियारों में अलग होने के साथ, वायु शीतलन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। पूरे वर्ष जलवायु परिस्थितियों को सुनिश्चित करने के लिए, शक्तिशाली जलवायु प्रणाली स्थापित की जाती हैं, जिसमें एयर कंडीशनिंग शामिल है। इस तरह के पौधे अपने आप बहुत अधिक बिजली की खपत करते हैं और विरोधाभासी रूप से, वे खुद बहुत गर्मी पैदा करते हैं। और यह समाधान, दुर्भाग्य से, व्यापक है।

वैकल्पिक वायु शीतलन प्रौद्योगिकियां फ्रीकॉलिंग हैं। हवा बाहर से प्रवेश करती है और सर्वर रूम को शुद्ध करती है, स्वतंत्र रूप से बाहर जा रही है। इस दृष्टिकोण के साथ, उपकरण की लागत कम हो जाती है, लेकिन यह समाधान गर्म देशों के लिए उपयुक्त नहीं है। इसके अलावा, हवा धूल भरी रहती है, और इसकी आर्द्रता सड़क में आर्द्रता से मेल खाती है, जो वस्तु के अंदर नमी और तापमान दोनों में उतार-चढ़ाव के साथ है।

विसर्जन शीतलन प्रणाली

हाल ही में, विसर्जन शीतलन प्रौद्योगिकियों ने लोकप्रियता हासिल की है। इस विषय पर विकास एक लंबे समय के लिए किया गया है, क्योंकि प्रौद्योगिकी ही अब नया नहीं है, लेकिन अब इसकी मांग असाधारण गति से बढ़ रही है।

"विसर्जन" शब्द का अर्थ है "पनडुब्बी।" इसका मतलब है कि सभी इलेक्ट्रॉनिक्स, सभी सर्वर बोर्ड, प्रोसेसर, वीडियो कार्ड, बिजली की आपूर्ति और हार्ड ड्राइव पूरी तरह से तरल में डूबे हुए हैं। स्वाभाविक रूप से, यह द्रव ढांकता हुआ है और वर्तमान का संचालन नहीं करता है - अन्यथा इलेक्ट्रॉनिक्स का काम असंभव होगा। प्रस्तावित समाधानों के आगे के विश्लेषण पर, यह स्पष्ट हो जाता है कि विसर्जन शीतलन चरण संक्रमण के साथ और बिना अलग है। इस प्रकार के शीतलन न केवल उनके भौतिक सिद्धांत में भिन्न होते हैं, बल्कि ऑपरेशन में भी महत्वपूर्ण अंतर होते हैं।

इसलिए, खनिज तेल का उपयोग लंबे समय तक सबस्टेशन में बिजली ट्रांसफार्मर को ठंडा करने के लिए किया गया है। यह पदार्थ विद्युत चालकता और पर्याप्त गर्मी क्षमता की अनुपस्थिति की विशेषता है। आप इसकी कम लागत को भी नोट कर सकते हैं।

खनिज तेल के विपरीत, दो चरण के शीतलन के लिए 3 एम नोवेक तरल, अपेक्षाकृत हाल ही में उपयोग किया गया है। यह विद्युत प्रवाह का संचालन भी नहीं करता है और इसमें कम ताप क्षमता होती है। हैरानी की बात है, इसकी मदद से शीतलन प्रभाव उबलते द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस घटना के अधिक विस्तृत विश्लेषण के लिए, हमें भौतिकी के नियमों को याद करने की आवश्यकता है।
तरल का ताप एक गर्म वस्तु से एक ठंडा एक तक ऊर्जा के हस्तांतरण के कारण होता है। जूल में ऊर्जा की मात्रा, या ऊष्मा की मात्रा को मापा जाता है। एक जूल 1 सेकंड के लिए 1 डब्ल्यू के साथ शरीर को गर्म करने के बराबर है।

इस प्रकार, वीडियो कार्ड गर्मी के 200 डब्ल्यू * 1 एस = 200 जे का उत्सर्जन करता है अगर यह केवल एक सेकंड के लिए काम करता है। एक मिनट के लिए, कार्ड 200 डब्ल्यू * 60 एस = 12 केजे गर्मी का उत्सर्जन करेगा। दूसरा सवाल जो इस मामले में उठता है वह है तापमान। इस तरह के हीटिंग के साथ वीडियो कार्ड का तापमान कितना बदल जाएगा? तापमान परिवर्तन उस वस्तु की गर्मी क्षमता पर निर्भर करेगा जो हम वार्मिंग कर रहे हैं, और इसका द्रव्यमान। यह स्पष्ट है कि एक चायदानी में एक गिलास पानी एक पूर्ण चायदानी की तुलना में बहुत तेजी से उबलता है।

कल्पना करें कि हम एक वीडियो कार्ड के साथ 1 लीटर पानी गर्म करने की कोशिश कर रहे हैं। 1 लीटर पानी का वजन लगभग 1 किलो है। पानी की गर्मी क्षमता लगभग 3800 J / kg / K है। इसका मतलब यह है कि पानी को 1 किलो प्रति 1 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए 3800 J ऊर्जा की आवश्यकता होगी। हमारे वीडियो कार्ड की शक्ति के साथ इसकी तुलना करें और 12000/3800 = 3.15 डिग्री सेल्सियस प्राप्त करें। और यह सिर्फ एक मिनट में है! सरल गणना यह स्थापित कर सकती है कि 10 मिनट के बाद पानी 31 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाएगा। स्वाभाविक रूप से, ऐसी प्रक्रिया हमेशा के लिए जारी नहीं रहेगी। इसलिए, यदि हम सामग्रियों की तापीय चालकता की उपेक्षा करते हैं, तो पानी 85-90 डिग्री तक गर्म हो जाएगा, जिसके बाद वीडियो कार्ड गर्म हो जाएगा और जम जाएगा।

यदि हम अपने प्रयोग को परिष्कृत करते हैं और 10 मिनट के बाद गर्म पानी को ठंडे पानी से बदलते हैं, तो हीटिंग प्रक्रिया फिर से शुरू हो जाएगी। इस मामले में, कार्ड ज़्यादा गरम नहीं होगा। बेशक, हर 10 मिनट में पानी बदलना असुविधाजनक है, और सोचा कि खिंचाव के पाइप आते हैं जिसके माध्यम से ठंडा पानी बहेगा, और गर्म पानी बाहर निकल जाएगा। ऐसे तरल शीतलन प्रणाली मौजूद हैं और कई कंप्यूटर स्टोरों में बेचे जाते हैं।

चलो खनिज तेल के साथ वापस ठंडा करने के लिए विसर्जन करें। इसके लिए, हमारी गणना में, हमें पदार्थ की गर्मी क्षमता और द्रव्यमान को बदलने की आवश्यकता है। 1 लीटर तेल का वजन एक लीटर पानी से थोड़ा कम है और 0.85 किलोग्राम है। ताप क्षमता 1800 J / kg / K है। तो, एक लीटर तेल को गर्म करने के लिए, 0.85 किग्रा * 1C * 1800 J / kg / K = 1.5 kJ ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि वीडियो कार्ड 1 मिनट में 12000/1500 = 8 ° C पर तेल गर्म करता है। यह 3.15 ° C से बहुत अधिक है। हालांकि, इस पद्धति का एक बड़ा फायदा है - इसे प्रत्येक वीडियो कार्ड पर तरल की आपूर्ति और निर्वहन के लिए पाइप की आवश्यकता नहीं है। आप बस एक स्नान में कई वीडियो कार्ड डाल सकते हैं और उन्हें खनिज तेल के साथ डाल सकते हैं।

हमारे मामले में तेल की अधिकता की समस्या भी कहीं नहीं जाती है। जैसे ही तेल वीडियो कार्ड के तापमान तक गर्म हो जाता है, यह अब गर्मी नहीं लेगा और उपकरण गर्म हो जाएगा। फिर, आपको किसी तरह ठंडे तेल परोसना है और गर्म लेना है।

एक सरल समाधान का उपयोग किया जा सकता है: ठंडे तेल की एक बड़ी क्षमता और पहले से ही गर्म तेल के भंडारण के लिए एक कंटेनर। स्वाभाविक रूप से, इस तरह के विशाल टैंकों की स्थापना आर्थिक रूप से संभव नहीं है, इसलिए हमें एक बंद सर्किट में तेल शुरू करना होगा और इसे विसर्जन स्नान के बाहर ठंडा करना होगा। इसके लिए बाहर रेडिएटर की अतिरिक्त स्थापना की आवश्यकता होगी, जहां कूलर की हवा इसे उड़ा देगी। सड़क की हवा का शुद्धिकरण प्रदान करना काफी स्वाभाविक है: सड़क में बहुत अधिक ठंड (तेल के तापमान की तुलना में) हवा होती है, और गर्म हवा हवा से दूर ले जाती है।

लेकिन एक ही 8 डिग्री पर रेडिएटर 1 एम 3 हवा को कितना ठंडा करेगा? आखिरकार, गणना करने के बाद, हम पाएंगे कि एक वीडियो कार्ड को ठंडा करने के लिए, प्रति मिनट लगभग 1 लीटर ठंड (ठंडा) तेल की जरूरत है; जबकि तेल में 8 डिग्री तक गर्म होने का समय होगा। यही है, रेडिएटर को ठंडा हवा के साथ तेल को सिर्फ 8 डिग्री तक ठंडा करने के लिए होना चाहिए।

एक अन्य महत्वपूर्ण तत्व जो हमारी गणना के दायरे से बाहर बना हुआ है वह है पंप। इसके लिए आवश्यकताएं बहुत सरल हैं - प्रति मिनट 1 लीटर तेल प्रसारित करने के लिए। तेल की चिपचिपाहट पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। यह स्पष्ट है कि कम चिपचिपाहट के कारण, 1 लीटर पानी पाइप के माध्यम से और रेडिएटर के माध्यम से 1 लीटर तेल की तुलना में बहुत सरल होगा। यही है, हमें या तो एक शक्तिशाली पंप, या बड़े पाइप और एक रेडिएटर की आवश्यकता है।

आइए अब कल्पना करें कि अब आपके पास एक नहीं, बल्कि कम से कम 100 वीडियो कार्ड हैं। यह पहले से ही 20 किलोवाट गर्मी और प्रति मिनट 12,000,000 जूल ऊर्जा है। फिर, समान परिस्थितियों में, पंप को पहले से ही प्रति मिनट 100 लीटर तेल पंप करना चाहिए। एक सिस्टम में 1000 वीडियो कार्ड होने पर आने वाली कठिनाइयों की कल्पना करें ...

हम Novec तरल के साथ दो चरण के विसर्जन को ठंडा करते हैं। आप अक्सर सुन सकते हैं कि यह महंगा है, बहुत अस्थिर है, आसानी से वाष्पित हो जाता है, आदि। बेशक यह ऐसा है, क्योंकि इसकी कार्रवाई का सिद्धांत पूरी तरह से अलग है। जब यह तरल 61 ° C से ऊपर गर्म होता है, तो इसका वाष्पीकरण होता है। हालांकि, इसके साथ न तो हीटिंग और न ही शीतलन होता है। जब 61-डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने के बाद स्टार्ट-अप के बाद तरल की पूरी मात्रा को गर्म किया जाता है, तो तापमान में वृद्धि नहीं होती है। यह बेतुका लगता है, हालांकि, यह है। अपने आप में वाष्पीकरण (उबलना) की प्रक्रिया बहुत ऊर्जा-गहन है। शायद इस प्रक्रिया की तुलना उस व्यक्ति की संवेदनाओं से की जा सकती है जो गर्मियों में स्नान करता है और पानी छोड़ता है। यह पानी में गर्म है, और हवा में ठंडा हो जाता है। इस घटना का कारण शरीर की सतह से पानी का वाष्पीकरण है।

इसी तरह से, Novec चिप्स की गर्म सतहों से वाष्पित हो जाता है और इसके साथ कुछ गर्मी लेता है। Novec के 1 ग्राम को वाष्पीकृत करने में लगभग 120 जूल का समय लगता है। इसका मतलब है कि 200 W वीडियो कार्ड 1 सेकंड में लगभग 2 ग्राम तरल को वाष्पित कर देगा। और एक मिनट में - सिर्फ 120 ग्राम। उबलने के कारण गर्मी हटाने की दक्षता बहुत अधिक है, और 200 डब्ल्यू गर्मी को हटाने के लिए रेडिएटर का आकार 3-4 सेमी 2 जितना कम हो सकता है। वास्तव में, एक रेडिएटर व्यावहारिक रूप से आवश्यक नहीं है।
खनिज तेल की तरह, इस प्रणाली को तरल पदार्थ ठंडा करने की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए, आप प्रत्येक मिनट में एक विशाल टैंक से 120 ग्राम तरल जोड़ सकते हैं। दूसरी ओर, लगभग 100 डॉलर प्रति लीटर की तरल लागत के साथ, ऐसा टैंक एक बहुत, बहुत महंगा समाधान के साथ बाहर आता है। इसलिए, दूसरे रास्ते पर जाना पूरी तरह से स्वाभाविक है - बाहरी कूलर के साथ एक बंद चक्र को व्यवस्थित करना।

तरल वाष्प संघनन

वाष्पीकरण तरल से एक गैसीय अवस्था में पदार्थ का संक्रमण है। यही है, यह पता चला है कि उबालने के बाद, नोवेक एक ट्रेस के बिना गायब नहीं होता है, लेकिन एक गैस बन जाता है जो कोहरे के रूप में तरल की सतह के ऊपर जमा होता है। क्या होगा अगर यह कोहरा ठंडा हो? हम अंदर कई पाइप स्थापित करते हैं और उन पर ठंडा पानी डालते हैं। गैस उन पर संघनित होने लगेगी और बूंदों का निर्माण करेगी जो तरल की एक धारा में संयोजित होती हैं और वापस प्रवाहित होती हैं। इस प्रकार, Novec कहीं भी नहीं जाएगा और बिना किसी नुकसान के सिस्टम के अंदर रहेगा।

संक्षेपण प्रक्रिया वाष्पीकरण के बिल्कुल विपरीत है, सब कुछ विपरीत क्रम में होता है। ऊर्जा के लिए, इसे वाष्पीकरण के दौरान ठीक उसी मात्रा में गैस से लिया जाना चाहिए। स्वाभाविक रूप से, ठंडे पाइप गर्म हो जाएंगे, और उबलने के दौरान वीडियो कार्ड द्वारा जारी की गई हीटिंग शक्ति बिल्कुल वैसी ही होगी।

दो-चरण के विसर्जन शीतलन प्रणाली के प्रभावी संचालन के लिए, हमें पाइप को लगातार ठंडा करने की आवश्यकता है। सबसे सरल और सबसे प्रभावी समाधान उन पर पानी चलाना है, जो सड़क पर स्थित एक रेडिएटर द्वारा ठंडा किया जाएगा। खनिज तेल की तुलना में, यह बहुत आसान लगता है। सब के बाद, पानी की गर्मी क्षमता दोगुनी है, और प्रति मिनट परिसंचरण की मात्रा कम है। इसके अलावा, पानी की चिपचिपाहट काफी कम है, जिसका अर्थ है कि पंप आसानी से प्रति यूनिट समय में पानी की एक बड़ी मात्रा को पंप कर सकता है। ये कारक समान खनिज तेल की तुलना में गली में एक छोटे रेडिएटर, पतले पाइप और कम शक्तिशाली पंप का उपयोग करना संभव बना देंगे।

विसर्जन शीतलन प्रणाली के लाभ

दोनों शीतलन प्रणाली - खनिज तेल और Novec विसर्जन तरल पदार्थ दोनों के साथ - वायु शीतलन पर एक महत्वपूर्ण लाभ है। बिजली का उपभोग करने वाले महंगे एयर कंडीशनर की कोई आवश्यकता नहीं है। इसके अलावा, धूल और नमी की कोई समस्या नहीं है, जैसा कि फ्रीकोलिंग सिस्टम में है।

डेटा केंद्रों के महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक PUE गुणांक (ऊर्जा दक्षता) है, जो कंप्यूटिंग उपकरणों की बिजली की खपत के लिए डेटा केंद्र की कुल बिजली खपत के अनुपात के बराबर है। विसर्जन प्रणालियों के लिए, यह गुणांक 1 आता है, एयर कंडीशनर के साथ वायु प्रणालियों के लिए - लगभग 1.5। अंतर बहुत महत्वपूर्ण हैं, खासकर जब आप उपकरण की लागत में अंतर पर विचार करते हैं।

मिनरल ऑयल के ऊपर Novec कूलिंग के फायदे

इस स्तर पर, दोनों प्रणाली विशेषताओं के संदर्भ में समान प्रतीत होती हैं। लेकिन वर्णित गणनाओं में, हमने इस बात पर ध्यान नहीं दिया कि विसर्जन स्नान में तरल पदार्थ खुद से मिश्रण नहीं करते हैं। कल्पना कीजिए कि हमने वीडियो कार्ड को खनिज तेल में डुबो दिया और इसे चालू कर दिया। वीडियो कार्ड के रेडिएटर के बगल में तेल की परत तुरंत गर्म हो जाएगी, लेकिन उन संस्करणों के तेल जो एक निश्चित दूरी पर हैं। इस स्थिति में, वीडियो कार्ड के क्षेत्र में स्थानीय ओवरहीटिंग होगी। फिर यह स्नान के अंदर तेल के प्रभावी मिश्रण को सुनिश्चित करने की आवश्यकता बन जाती है, या तो वीडियो कार्ड के प्रशंसकों का उपयोग कर, या किसी अन्य तरीके से। यह डिजाइन को जटिल बनाता है और विशेष तकनीकी समाधान की आवश्यकता होती है।

Novec तरल के साथ दो चरण के विसर्जन शीतलन प्रणाली में, यह समस्या अनुपस्थित है।यह लगातार उबालता है और खुद को मिलाता है - खासकर उन जगहों पर जहां हीटिंग होती है। बुलबुले रेडिएटर से बाहर आते हैं और उनकी जगह एक नया तरल पदार्थ आता है।

तेल और नोवेक के बीच दूसरा महत्वपूर्ण अंतर ज्वलनशीलता है। Novec कभी नहीं जलता है, यह भी पुस्तकालयों में आग बुझाने के लिए प्रयोग किया जाता है। तेल प्रकृति द्वारा आसानी से जलता है, और, इसके अलावा, इसे पानी से बुझाया नहीं जा सकता है। यह किसी भी तेल की तकनीकी विशिष्टताओं में इंगित किया गया है। दहन की शुरुआत का तापमान लगभग 200-400 डिग्री है।

हमने नीचे वर्णित निष्कर्षों को सत्यापित करने के लिए कई प्रयोगों का आयोजन किया। जब तेल 150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो गया, तो यह धूम्रपान करना शुरू कर दिया, जिसके बाद एक लौ दिखाई दी, हर पल आत्मविश्वास के साथ भड़कना। इसके अलावा, दहन के कारण, तेल के तापमान में 2 डिग्री प्रति सेकंड की वृद्धि होने लगी और आग की लपटें और ऊंची होती गईं। लौ को पहले से ही नीचे लाना मुश्किल था, और इस बीच, तापमान में वृद्धि जारी रही।

नोवेक के साथ एक समान प्रयोग से पता चला कि तरल सक्रिय रूप से वाष्पित हो गया था, लेकिन इसे 61 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करना संभव नहीं था। नोवेक धुएं में आग लगाकर, वे भी अपने जल को प्राप्त करने में विफल रहे। जैसा कि Novec पर विनिर्देश में लिखा गया है - सामग्री जलती नहीं है, प्रकाश नहीं करती है।

तो, क्या इलेक्ट्रॉनिक्स के कुशल शीतलन के लिए खनिज तेल और इसके एनालॉग्स का उपयोग करना संभव है? बेशक, हाँ। क्या यह उपकरण की अत्यधिक उच्च लागत को देखते हुए जोखिम भरा होगा? बेशक। आग कई कारणों से हो सकती है, और बड़ी मात्रा में खनिज तेल की उपस्थिति इस तरह की आग को खत्म कर सकती है, और परिणाम भयावह हो सकते हैं।

Novec द्रव: कमजोरियाँ

सबसे गंभीर Novec द्रव की कमी क्या हैं? उच्च कीमत, विसर्जन स्नान की जकड़न के लिए आवश्यकताओं में वृद्धि, नोवेक तरल पदार्थ की उच्च अस्थिरता और बाद के डिजाइन की जटिलता से जुड़ी। इसके अलावा, कोई तरल के उबलने से बचने के लिए शीतलन प्रक्रिया के मापदंडों की सावधानीपूर्वक निगरानी की आवश्यकता को नोट कर सकता है। इसके अलावा, उच्च स्थापना घनत्व के साथ विशेष ग्राफिक्स कार्ड का उपयोग करते समय एनओवीसी द्रव का उपयोग आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाता है।

शीतलन प्रणाली को डिजाइन करते समय, लगभग 20 विभिन्न विशेषताओं पर विचार किया जाना चाहिए। पूर्ण गणना को आवश्यक रूप से रेडिएटर और थर्मल इंटरफेस के थर्मल प्रतिरोध, साथ ही उपयोग किए गए उपकरणों के हीट एक्सचेंजर्स और रेडिएटर की सामग्री और सतहों के गुणों को ध्यान में रखना चाहिए।

प्रगति अभी भी स्थिर नहीं है, यह पहले से ही स्पष्ट है कि उद्योग का भविष्य प्रभावी विसर्जन शीतलन में निहित है, और हवा में नहीं। यह केवल एक जटिल और सुरक्षित समाधान, या अधिक सस्ती, लेकिन जोखिम भरा के बीच चयन करने के लिए बनी हुई है।