Qu'est-ce que le refroidissement par immersion liquide ?

Le refroidissement par immersion liquide est une technique avancée de gestion thermique dans laquelle les composants électroniques sont entièrement immergés dans un fluide diélectrique pour dissiper efficacement la chaleur. Cette méthode est de plus en plus utilisée dans le calcul haute performance et data centers pour améliorer l'efficacité du refroidissement, réduire la consommation d'énergie et prendre en charge une densité plus élevée matériel configurations.

Qu'est-ce que le refroidissement par immersion liquide ?

Le refroidissement par immersion liquide est une technologie de gestion thermique dans laquelle les composants électroniques, tels que servers ou autre matériel, sont entièrement immergés dans un fluide diélectrique, généralement non conducteur et conçu pour absorber et transférer efficacement la chaleur des composants. Le processus implique le contact direct du fluide avec le matériel, ce qui permet une dissipation thermique supérieure par rapport aux méthodes traditionnelles de refroidissement par air. Cette technique est particulièrement utile dans les environnements nécessitant informatique haute performance, où la génération de chaleur est importante et où le maintien de températures de fonctionnement optimales est crucial.

En submergeant les composants, le refroidissement par immersion liquide permet une répartition plus uniforme de la température, réduit le risque de surchauffe et améliore l'efficacité énergétique en minimisant le recours aux systèmes de refroidissement mécaniques tels que les ventilateurs et les climatiseurs. De plus, il prend en charge une densité matérielle plus élevée et peut entraîner une réduction des coûts. les coûts opérationnels grâce à une consommation d’énergie réduite et à une durée de vie prolongée des équipements.

Cette technologie gagne du terrain dans data centers, installations de calcul intensif et autres industries où la gestion de la chaleur est une préoccupation cruciale.

Comment fonctionne le refroidissement par immersion liquide ?

Le refroidissement par immersion liquide fonctionne en immergeant directement les composants électroniques dans un fluide diélectrique spécialisé, non conducteur et conçu pour absorber et transférer efficacement la chaleur. Voici comment fonctionne le processus :

1. Immersion des composants. Le matériel, tel que servers ou GPU, est entièrement immergé dans le fluide diélectrique à l'intérieur d'un réservoir ou d'un boîtier étanche. Ce fluide ne conduit pas l'électricité, ce qui garantit que les composants peuvent fonctionner normalement sans risque de court-circuit.
2. Absorption de chaleur. Lorsque les composants électroniques fonctionnent, ils génèrent de la chaleur. Le fluide diélectrique, étant en contact direct avec ces composants, absorbe la chaleur rapidement et efficacement.
3. Transfert de chaleur. Le fluide chauffé monte dans le réservoir par convection naturelle, où un échangeur de chaleur peut le refroidir. Dans certains systèmes, le fluide est activement pompé à travers un système de refroidissement qui élimine la chaleur avant que le fluide ne soit recirculé.
4. Refroidissement et recirculation. L'échangeur de chaleur ou le système de refroidissement élimine la chaleur absorbée, refroidissant ainsi le fluide. Le fluide refroidi est ensuite recirculé dans le système, répétant continuellement le processus pour maintenir des températures de fonctionnement optimales.
5. Efficacité énergétique. Le refroidissement par immersion liquide améliore considérablement l’efficacité énergétique en réduisant ou en éliminant le besoin de systèmes de climatisation et de refroidissement mécanique. La méthode permet également une densité de composants plus élevée dans le même espace physique, ce qui permet potentiellement de réduire les coûts en data centers et autres environnements hautes performances.

Refroidissement par air ou refroidissement par immersion

Le refroidissement par air et le refroidissement par immersion sont deux méthodes distinctes de gestion de la chaleur dans les systèmes électroniques, avec des différences significatives en termes d'efficacité et d'application.

Le refroidissement par air repose sur des ventilateurs et des dissipateurs thermiques pour dissiper la chaleur des composants dans l'air ambiant, qui est ensuite expulsée du système. Bien que cette méthode soit largement utilisée et simple, elle devient moins efficace à mesure que la densité matérielle et les exigences de performances augmentent, nécessitant souvent une infrastructure de refroidissement supplémentaire comme des climatiseurs, ce qui augmente la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.

En revanche, le refroidissement par immersion plonge les composants dans un fluide diélectrique qui absorbe et dissipe directement la chaleur plus efficacement. Cette méthode améliore non seulement les performances de refroidissement, en particulier dans les environnements à haute densité et hautes performances, mais réduit également la consommation d'énergie en minimisant le recours aux systèmes de refroidissement mécaniques. Cependant, le refroidissement par immersion implique une configuration et une maintenance plus complexes que le refroidissement par air traditionnel, ce qui le rend plus adapté à des applications spécifiques. applications comme data centers et installations de calcul intensif où la gestion thermique est essentielle.

Refroidissement par immersion monophasé ou biphasé

Dans le refroidissement par immersion monophasé, le fluide diélectrique reste à l'état liquide car il absorbe la chaleur des composants et circule ensuite vers un échangeur de chaleur pour être refroidi avant d'être recirculé. Cette méthode est plus simple et directe mais généralement moins efficace en termes de transfert de chaleur.

En revanche, le refroidissement par immersion diphasique implique l’ébullition du fluide diélectrique à mesure qu’il absorbe la chaleur, passant d’un liquide à une vapeur. La vapeur monte alors, se condense sur un échangeur thermique, et libère de la chaleur avant de revenir à l'état liquide. Le refroidissement diphasique est plus efficace en termes de transfert de chaleur en raison de la chaleur latente de vaporisation, mais nécessite une conception de système complexe pour gérer efficacement le processus de changement de phase.

Refroidissement par immersion liquide et Data Centers

Le refroidissement par immersion liquide est de plus en plus adopté dans data centers comme une solution aux défis de gestion de la chaleur dans les environnements à haute densité. Les méthodes traditionnelles de refroidissement par air ont souvent du mal à répondre aux exigences du matériel informatique moderne et hautes performances, ce qui entraîne des inefficacités et des coûts énergétiques plus élevés. Le refroidissement par immersion liquide permet une dissipation thermique plus efficace, permettant une plus grande densité matérielle sans risque de surchauffe. Cette approche améliore non seulement l'efficacité énergétique en réduisant le besoin de systèmes de climatisation gourmands en énergie, mais soutient également des opérations plus durables en réduisant la consommation électrique globale liée au refroidissement.

As data centerAlors que la taille et la complexité continuent de croître, le refroidissement par immersion liquide apparaît comme une technologie clé pour améliorer les performances, réduire les coûts d'exploitation et répondre aux demandes croissantes de produits plus écologiques et plus efficaces. data center de Red Lion