液浸冷却の応用分野と今後の動向

人工知能、モノのインターネット、暗号通貨、AR / VR などのコンピューティング集約型アプリケーションの急速な発展に伴い、コンピューティング需要の増大により、データセンターは徐々に「高性能、高密度、高エネルギー消費」へと発展しています。浸漬液体冷却では、熱伝達媒体として冷媒が使用されます。液体は熱伝導率と比熱容量が高いため、より速く熱を伝え、より効果的に熱を吸収します。同時に、ファンや空調装置の使用が減るため、浸漬液体冷却技術を使用したデータセンターの Pue は低くなります。

浸漬型液体冷却システムは、電子機器または機械機器と直接接触する特定の液体を利用し、液体の自然または強制循環を通じて熱を伝達および分散します。この直接接触熱伝達方式は空冷に比べて効率が高く、熱抵抗が低くなります。第一段階は吸熱です。電子機器の動作中に発生する熱は、液体に浸された部品に直接吸収され、その過程で液体の温度が徐々に上昇します。第 2 段階は熱伝達です。温度が上昇した液体は、自然対流によって輸送されるか、冷却システムの他の部分にポンプで送られます。熱は冷却器を通じて外界に伝達され、液体が冷却されてサイクルが再開されます。

浸漬液体冷却技術は主に非導電性で熱伝導率の高い液体を使用します。これらの液体は独特の物理的および化学的特性を持ち、効率的な熱放散に理想的な選択肢となります。一般的な浸漬液体冷却液体には、鉱油、合成液体 (フッ化物液体など)、生分解性液体が含まれます。これらの媒体にはそれぞれ独自の利点がありますが、合成液体、特にフッ化物液体は、その優れた熱伝導率と電気絶縁特性により浸漬型液体冷却システムで広く使用されています。フッ素系液体は熱伝導率が良いだけでなく、粘度が低く表面張力が低いという特徴があるため、液体が流れやすく機器内のさまざまな隙間を埋め、効率よく熱を伝え、安定した冷却効果が得られます。

浸漬型液体冷却技術の効率を最大化するには、システムの設計と最適化が重要です。設計時には、適切な冷却媒体の選択を考慮するだけでなく、冷却システムのレイアウトと構成を合理的に計画する必要があります。
機器レイアウトの最適化: 冷却が必要な機器を合理的に配置することで、各コンポーネントが均一かつ効果的な冷却を受けることができます。これには、液体の流れの経路を考慮したり、ホットスポットの発生を回避したりすることが含まれます。
冷却サイクルの最適化: 冷却サイクルの効率的な動作を確保するための適切なポンプ システムと冷却器の選択を含みます。冷却器の流量とサイズを調整して、最適な熱交換性能を実現します。

浸漬型液体冷却技術は、データセンター、ハイパフォーマンス コンピューティング、通信機器などの分野で広く適用されています。技術の成熟と新素材の登場により、その応用範囲はさらに拡大すると予想されます。エネルギー効率と環境保護への要求が高まるにつれ、低電力で高効率の冷却技術が研究の焦点になるでしょう。浸漬型液体冷却技術は、その優れたエネルギー効率により、将来的に広く応用されることが期待されています。