¿Qué es el enfriamiento por inmersión líquida?

15 de julio de 2024

El enfriamiento por inmersión líquida es una técnica avanzada de gestión térmica en la que los componentes electrónicos se sumergen completamente en un fluido dieléctrico para disipar el calor de manera eficiente. Este método se utiliza cada vez más en informática de alto rendimiento y data centers para mejorar la eficiencia de enfriamiento, reducir el consumo de energía y admitir una mayor densidad hardware configuraciones.

¿Qué es el enfriamiento por inmersión líquida?

¿Qué es el enfriamiento por inmersión líquida?

El enfriamiento por inmersión líquida es una tecnología de gestión térmica en la que los componentes electrónicos, como servers u otro hardware, están completamente sumergidos en un fluido dieléctrico, generalmente no conductor y diseñado para absorber y transferir eficazmente el calor de los componentes. El proceso implica el contacto directo del fluido con el hardware, lo que permite una disipación de calor superior en comparación con los métodos tradicionales de enfriamiento por aire. Esta técnica es particularmente valiosa en entornos que requieren computación de alto rendimiento, donde la generación de calor es significativa y mantener temperaturas de funcionamiento óptimas es crucial.

Al sumergir los componentes, el enfriamiento por inmersión líquida permite una distribución de temperatura más uniforme, reduce el riesgo de sobrecalentamiento y mejora la eficiencia energética al minimizar la dependencia de sistemas de enfriamiento mecánicos como ventiladores y aires acondicionados. Además, admite una mayor densidad de hardware y puede generar menores los costes operativos debido al menor consumo de energía y la mayor vida útil del equipo.

Esta tecnología está ganando terreno en data centers, instalaciones de supercomputación y otras industrias donde la gestión del calor es una preocupación crítica.

¿Cómo funciona el enfriamiento por inmersión líquida?

El enfriamiento por inmersión líquida funciona sumergiendo directamente los componentes electrónicos en un fluido dieléctrico especializado, que no es conductor y está diseñado para absorber y transferir calor de manera eficiente. Así es como funciona el proceso:

  1. Inmersión de componentes. El hardware, como servers o GPU, está completamente sumergido en el fluido dieléctrico dentro de un tanque o recinto sellado. Este fluido no conduce electricidad, lo que garantiza que los componentes puedan funcionar con normalidad sin riesgo de cortocircuitos.
  2. Absorción de calor. A medida que los componentes electrónicos funcionan, generan calor. El fluido dieléctrico, al estar en contacto directo con estos componentes, absorbe el calor de forma rápida y eficaz.
  3. Transferencia de calor. El fluido calentado sube dentro del tanque debido a la convección natural, donde un intercambiador de calor puede enfriarlo. En algunos sistemas, el fluido se bombea activamente a través de un sistema de enfriamiento que elimina el calor antes de que el fluido vuelva a circular.
  4. Enfriamiento y recirculación. El intercambiador de calor o sistema de enfriamiento elimina el calor absorbido y enfría el fluido nuevamente. Luego, el fluido enfriado se recircula dentro del sistema, repitiendo continuamente el proceso para mantener temperaturas de funcionamiento óptimas.
  5. Eficiencia energética. El enfriamiento por inmersión líquida mejora significativamente la eficiencia energética al reducir o eliminar la necesidad de sistemas de aire acondicionado y enfriamiento mecánico. El método también permite una mayor densidad de componentes en el mismo espacio físico, lo que potencialmente ahorra costos en data centers y otros entornos de alto rendimiento.

Enfriamiento por aire versus enfriamiento por inmersión

El enfriamiento por aire y el enfriamiento por inmersión son dos métodos distintos de gestionar el calor en sistemas electrónicos, con diferencias significativas en eficiencia y aplicación.

La refrigeración por aire se basa en ventiladores y disipadores de calor para disipar el calor de los componentes al aire circundante, que luego se expulsa del sistema. Si bien este método se usa ampliamente y es sencillo, se vuelve menos efectivo a medida que aumentan la densidad del hardware y las demandas de rendimiento, lo que a menudo requiere infraestructura de enfriamiento adicional, como aires acondicionados, lo que aumenta el consumo de energía y los costos operativos.

Por el contrario, el enfriamiento por inmersión sumerge los componentes en un fluido dieléctrico que absorbe y disipa directamente el calor de manera más eficiente. Este método no sólo mejora el rendimiento de la refrigeración, especialmente en entornos de alta densidad y alto rendimiento, sino que también reduce el uso de energía al minimizar la dependencia de los sistemas de refrigeración mecánicos. Sin embargo, el enfriamiento por inmersión implica una configuración y un mantenimiento más complejos en comparación con el enfriamiento por aire tradicional, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones específicas. aplicaciones como uno data centers e instalaciones de supercomputación donde la gestión térmica es crítica.

Enfriamiento por inmersión monofásico versus bifásico

En el enfriamiento por inmersión monofásico, el fluido dieléctrico permanece en su estado líquido mientras absorbe calor de los componentes y luego circula a un intercambiador de calor para enfriarlo antes de recircularlo. Este método es más simple y directo pero generalmente menos eficiente en la transferencia de calor.

Por el contrario, el enfriamiento por inmersión de dos fases implica que el fluido dieléctrico hierva mientras absorbe calor, cambiando de líquido a vapor. Luego, el vapor asciende, se condensa en un intercambiador de calor y libera el calor antes de volver al estado líquido. El enfriamiento de dos fases es más eficiente en la transferencia de calor debido al calor latente de vaporización, pero requiere un diseño de sistema complejo para gestionar el proceso de cambio de fase de manera efectiva.

Refrigeración por inmersión líquida y Data Centers

El enfriamiento por inmersión líquida se está adoptando cada vez más en data centers como una solución a los desafíos de gestionar el calor en entornos de alta densidad. Los métodos tradicionales de refrigeración por aire a menudo tienen dificultades para satisfacer las demandas del hardware informático moderno y de alto rendimiento, lo que genera ineficiencias y mayores costos de energía. El enfriamiento por inmersión líquida proporciona una disipación de calor más efectiva, lo que permite una mayor densidad de hardware sin riesgo de sobrecalentamiento. Este enfoque no sólo mejora la eficiencia energética al reducir la necesidad de sistemas de aire acondicionado que consumen mucha energía, sino que también respalda operaciones más sostenibles reduciendo el consumo general de electricidad relacionado con la refrigeración.

As data centerA medida que continúa creciendo en tamaño y complejidad, la refrigeración por inmersión líquida se está convirtiendo en una tecnología clave para mejorar el rendimiento, reducir los costos operativos y satisfacer las crecientes demandas de sistemas más ecológicos y eficientes. data center Amigables. .


Anastasia
Spasojevic
Anastazija es una escritora de contenido experimentada con conocimiento y pasión por cloud informática, tecnología de la información y seguridad en línea. En phoenixNAP, se centra en responder preguntas candentes sobre cómo garantizar la solidez y seguridad de los datos para todos los participantes en el panorama digital.