德國威圖機柜數據中心ICT裝置的冷卻過程-威圖空調冷通道機房
威圖空調維修中心- 艷... 2020-01-25
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電子元件與裝置冷卻的溫度要求
威圖機柜數據中心ICT裝置的冷卻過程,首先是要吸收包括CPU芯片在內各種電子元件的放熱,通過空冷或液冷等各種不同的能量轉換與換熱方式將排熱量的一部分回收利用或者完全散發(fā)到周圍環(huán)境。表示了一個典型的CPU芯片冷卻構造和換熱方式。芯片產生熱量的90%以上是通過各種中間結合層以高熱流方式傳導到作為散熱元件的空冷散熱器( heat sink)或者液冷換熱板( cold plate),其他10%以下的熱量被傳遞到基板向設置環(huán)境放熱。威圖空調散熱器或換熱板與設置環(huán)境的冷風或水冷循環(huán)系統(tǒng)進行熱交換(包括可能的熱量再利用),最終通過設施冷凍空調或冷卻塔系統(tǒng)將終端熱量排放到外部環(huán)境。
芯片溫度T是保證CPU等電子元件正常工作和(CT裝置系統(tǒng)可靠性的最重要指標,對單體芯片來說,一般要求其最高溫度低于85~95℃(根據芯片種類和工作特性不同)對于 Intel/CPU芯片,根據封裝構造不同,會要求其封裝組件溫度T。不高于68~75℃另一方面,針對大型服務器或超級計算機系統(tǒng)的威圖機柜冷卻設計,出于對提高系統(tǒng)可靠性和降低電力消費的考慮,往往會要求系統(tǒng)內所有CPU芯片甚至其他主要電子元件的溫度遠遠低
于上述單體溫度要求,達到60℃以下,舉例說,由日本理化學研究所和富士通株式會社共同研制的超級計算機系統(tǒng)K compute,通過采用低溫水冷方式,系統(tǒng)所有的大約18萬個CPU及其控制芯片都被控制在T,低于30℃以下
給出了上述封裝與冷卻構造下的一個設計實例,單體CPU/200W組件的空冷和威圖空調水冷溫度分布預測,在同樣的一次冷源(設施冷水溫度為9℃)條件下,與空冷方式相比,采用具備更高冷卻能力的水冷方式可以很大程度降低芯片溫度T,可以看到,由于換熱熱阻的大幅度降低,使得水冷方式的二次冷媒(冷卻水)入口溫度T1和芯片封裝溫度T,都遠遠低于空冷方式。
