तरल शीतलन प्रणालियों का परिचय और वर्गीकरण

 

सूचना युग में, डेटा सेंटर सर्वर आधुनिक कंप्यूटिंग इंफ्रास्ट्रक्चर के मूलभूत घटकों के रूप में तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। संचालन के दौरान सर्वर द्वारा उत्पन्न गर्मी भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। डेटा प्रोसेसिंग और स्टोरेज की बढ़ती मांग सर्वर की कम्प्यूटेशनल शक्ति और कूलिंग क्षमताओं पर गंभीर दबाव डालती है।

 

दो मुख्यधारा शीतलन विधियाँ-वायु शीतलन और तरल शीतलन-मुख्य रूप से उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं। वायु शीतलन के लंबे विकास इतिहास के कारण, यह एक अधिक परिपक्व तकनीक है और वर्तमान मुख्यधारा का विकल्प है। हालाँकि, AI मॉडल और क्लाउड कंप्यूटिंग के प्रचार और व्यावसायीकरण और सर्वर बिजली की खपत में वृद्धि के साथ, तरल शीतलन वायु शीतलन का पसंदीदा विकल्प बन रहा है।

 

▲ तरल शीतलन प्रणाली

 

सर्वर लिक्विड कूलिंग मुख्य रूप से डेटा सेंटर में आईटी उपकरणों के आंतरिक घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी को लिक्विड के प्रवाह के माध्यम से स्थानांतरित करता है, जिससे गर्मी का अपव्यय होता है और उपकरण ठंडा होता है। वर्तमान में, लिक्विड कूलिंग के तीन मुख्य प्रकार हैं: इमर्शन कूलिंग, कोल्ड प्लेट कूलिंग और स्प्रे कूलिंग।

 

विसर्जन शीतलन को एकल-चरण विसर्जन शीतलन और चरण-परिवर्तन विसर्जन शीतलन में विभाजित किया जा सकता है, जो दोनों प्रत्यक्ष-संपर्क तरल शीतलन विधियाँ हैं। इस प्रणाली में, सर्वर और अन्य उपकरण सीधे शीतलक में डूबे रहते हैं, जो घटकों से गर्मी को अवशोषित करता है। चूँकि गर्मी पैदा करने वाले घटक शीतलक के सीधे संपर्क में होते हैं, इसलिए शीतलन घनत्व अधिकतम होता है, जिससे पूर्ण कवरेज मिलता है। नतीजतन, विसर्जन शीतलन पारंपरिक वायु शीतलन और मानक तरल शीतलन समाधानों की तुलना में काफी बेहतर शीतलन दक्षता प्रदान करता है, जो स्थिर और विश्वसनीय शीतलन प्रदर्शन प्रदान करता है। हालाँकि, इस विधि के लिए सर्वर रूम के आकार और तकनीकी संचालन के लिए कठोर शर्तों की आवश्यकता होती है, जिसमें उच्च प्रबंधन और रखरखाव लागत होती है।

 

▲ विसर्जन शीतलन

 

स्प्रे कूलिंग एक और प्रत्यक्ष-संपर्क तरल शीतलन विधि है, जो विसर्जन शीतलन से अलग है। इस प्रणाली में, शीतलक या शीतलन माध्यम को सीधे सर्वर और अन्य उपकरणों के गर्मी पैदा करने वाले घटकों पर छिड़का जाता है। तरल के प्रवाह और वाष्पीकरण के माध्यम से, ऊष्मा विनिमय होता है, जिसके परिणामस्वरूप शीतलन होता है। ऊष्मा विनिमय के बाद, छिड़काव किए गए शीतलक को पुनः छिड़काव के लिए पुनर्चक्रित किया जाता है, जिससे इस विधि की लागत विसर्जन शीतलन की तुलना में काफी कम हो जाती है, हालांकि शीतलन दक्षता कुछ हद तक कम हो जाती है।

 

▲ स्प्रे कूलिंग

 

कोल्ड प्लेट कूलिंग में, गर्मी पैदा करने वाले घटक मुख्य रूप से कोल्ड प्लेट के संपर्क में आते हैं। शीतलक कोल्ड प्लेट के खोखले अंदरूनी हिस्से से होकर बहता है, घटकों से गर्मी को अप्रत्यक्ष रूप से शीतलक में स्थानांतरित करता है, जो फिर गर्मी को नष्ट करने के लिए सिस्टम के माध्यम से घूमता है। इस विधि को अप्रत्यक्ष-संपर्क तरल शीतलन समाधान माना जाता है। विसर्जन शीतलन की तुलना में, कोल्ड प्लेट कूलिंग शीतलक को चुनने में अधिक लचीलापन प्रदान करती है, कुल मिलाकर कम शीतलक की आवश्यकता होती है, और इसे अलग करना, स्थापित करना और बनाए रखना आसान होता है। तकनीकी परिपक्वता के उच्च स्तर के साथ, यह बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है और इसका उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है।

 

▲ कोल्ड प्लेट कूलिंग

 

शीतलन प्रणाली के डिजाइन में, प्रवाह प्रतिरोध और तापीय प्रतिरोध ऊष्मा हस्तांतरण में बाधाएँ दर्शाते हैं, तथा उनके मान सीधे विभिन्न शीतलन माध्यमों की ऊष्मा हस्तांतरण क्षमता को दर्शाते हैं। इसलिए, शीतलन प्रणाली के डिजाइन और उत्पादन में सख्त मानकों का पालन किया जाना चाहिए, तथा प्रासंगिक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वास्तविक दुनिया में विनिर्माण का परीक्षण किया जाना चाहिए।

 

उदाहरण के लिए, घरेलू कंप्यूटर और छोटे बेस स्टेशन सर्वर में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ऑल-इन-वन लिक्विड कूलिंग सिस्टम कोल्ड प्लेट लिक्विड कूलिंग की श्रेणी में आते हैं। हम ऐसे कूलिंग सिस्टम के लिए वाटर-कूल्ड मॉड्यूल थर्मल दक्षता परीक्षण मशीनें प्रदान करते हैं। ये मशीनें चार स्वतंत्र परीक्षण चैनलों और 32 परीक्षण बिंदु इंटरफेस से सुसज्जित हैं, जिन्हें विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए परीक्षण आवश्यकताओं के आधार पर विस्तारित किया जा सकता है।

 

▲ ऑल-इन-वन लिक्विड कूलिंग सिस्टम

 

उपकरण दो जल शीतलन मशीनों से सुसज्जित है, साथ ही एक निरंतर तापमान जल टैंक नियंत्रण प्रणाली भी है। एक बार जब जल शीतलन मशीन सक्रिय हो जाती है और उपकरण निर्धारित तापमान पर पहुंच जाता है, तो पानी का तापमान {{0}} डिग्री के बीच समायोजित किया जा सकता है, जिसमें प्रवाह नियंत्रण परिशुद्धता ± 0.05LPM और इनलेट तापमान नियंत्रण परिशुद्धता ± 1 डिग्री है।

 

एक बार शुरू होने के बाद, उपकरण उत्पाद डेटा एकत्र करने के लिए प्रवाह दर, प्रवाह प्रतिरोध, थर्मल प्रतिरोध, तापमान और अन्य पहलुओं के लिए उत्पाद का परीक्षण कर सकता है, जिससे निर्माताओं को अपने उत्पादों के शीतलन प्रदर्शन को स्पष्ट रूप से समझने में मदद मिलती है।