एकल चरण बनाम दो चरण विसर्जन शीतलन

विसर्जन कूलिंग क्या है?

सरल शब्दों में समझाने के लिए, एक गैर -- प्रवाहकीय तरल (ढांकता हुआ के रूप में जाना जाता है) में हार्डवेयर (यह रैक माउंटेड उपकरण) को डूबाकर विसर्जन शीतलन प्राप्त किया जाता है, इसे ठंडी हवा के ऊपर या उसके माध्यम से घूमने के बजाय इसे ठंडा करने के लिए। कम तापमान को बनाए रखने के लिए तरल को कूल हीट एक्सचेंजर्स के माध्यम से प्रसारित किया जाता है।

कुशल गर्मी प्रबंधन की खोज में, विशेष रूप से उच्च - पावर - डेटा सेंटर जैसे घनत्व अनुप्रयोगों में, विसर्जन शीतलन एक क्रांतिकारी समाधान के रूप में उभरा है। इसके वेरिएंट के बीच, सिंगल - चरण और दो - चरण विसर्जन शीतलन तकनीक बाहर खड़ी होती है, प्रत्येक अपने स्वयं के विशेषताओं, लाभों और सीमाओं के सेट के साथ।

एकल चरण विसर्जन शीतलन

एकल - चरण विसर्जन शीतलन में, शीतलक गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया के दौरान एक एकल (आमतौर पर तरल) अवस्था में रहता है। गर्मी को गर्म घटकों (जैसे कि एक डेटा सेंटर में सर्वर) से मुख्य रूप से संवहन के माध्यम से शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है। इस संवहन को चलाने के दो सामान्य तरीके हैं: प्राकृतिक और मजबूर।

प्राकृतिक संवहन: जब इलेक्ट्रॉनिक घटक आसपास के शीतलक को गर्म करते हैं, तो घटकों के पास तरल गर्म हो जाता है। चूंकि गर्म तरल पदार्थ कूलर की तुलना में कम घने होते हैं, इसलिए वे उठते हैं। परिधि से कूलर तरल फिर बढ़ते गर्म तरल को बदलने के लिए आगे बढ़ता है, जिससे एक प्राकृतिक परिसंचरण लूप बन जाता है। उदाहरण के लिए, कुछ कम - पावर - घनत्व अनुप्रयोग जहां सादगी महत्वपूर्ण है, प्राकृतिक संवहन - आधारित एकल - चरण विसर्जन कूलिंग प्रभावी हो सकती है। हालांकि, प्राकृतिक संवहन में गर्मी हस्तांतरण दर अपेक्षाकृत कम है क्योंकि यह केवल तापमान भिन्नता के कारण घनत्व अंतर पर निर्भर करता है।

मजबूर संवहन: शीतलन क्षमता को बढ़ाने के लिए, एक पंप का उपयोग अक्सर एकल - चरण विसर्जन प्रणालियों में किया जाता है। पंप शीतलक को घटकों के चारों ओर अधिक तेजी से प्रसारित करने के लिए मजबूर करता है। कूलर कूलेंट को गर्म घटकों की ओर धकेल दिया जाता है, गर्मी को अवशोषित करता है, और फिर एक हीट एक्सचेंजर को निर्देशित किया जाता है। यहां, गर्मी को एक माध्यमिक शीतलन माध्यम में स्थानांतरित किया जाता है, आमतौर पर पानी, और ठंडा शीतलक को पुन: पेश किया जाता है। यह विधि प्राकृतिक संवहन की तुलना में हीट ट्रांसफर गुणांक को काफी बढ़ा सकती है, जिससे यह कई आधुनिक डेटा केंद्रों की तरह उच्च गर्मी भार वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकता है।

दो चरण विसर्जन शीतलन

दो - चरण विसर्जन शीतलन गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए चरण परिवर्तन की शक्ति का उपयोग करता है। इन प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले शीतलक में अपेक्षाकृत कम क्वथनांक होता है। जब गर्म घटक शीतलक को गर्म करते हैं, तो यह अपने क्वथनांक तक पहुंच जाता है और वाष्पीकरण करना शुरू कर देता है। यह चरण तरल से वाष्प में परिवर्तन गर्मी की एक बड़ी मात्रा को अवशोषित करता है, जिसे वाष्पीकरण की अव्यक्त गर्मी के रूप में जाना जाता है।

जैसा कि शीतलक वाष्पीकरण करता है, परिणामस्वरूप वाष्प बाड़े के शीर्ष पर बढ़ जाता है। यहां, यह एक कंडेनसर के संपर्क में आता है, जो आमतौर पर एक माध्यमिक शीतलक (जैसे पानी) द्वारा ठंडा किया जाता है। वाष्प एक तरल में वापस संघनित होता है, वाष्पीकरण के दौरान अवशोषित होने वाली अव्यक्त गर्मी को जारी करता है। संघनित तरल फिर बाड़े के तल पर वापस जाता है, जहां यह चक्र को पूरा करते हुए घटकों से अधिक गर्मी को अवशोषित कर सकता है। दो - चरण विसर्जन शीतलन में अव्यक्त गर्मी का उपयोग अत्यधिक उच्च गर्मी हस्तांतरण दरों के लिए अनुमति देता है, जिससे यह अच्छी तरह से - अत्यधिक उच्च शक्ति घनत्व वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल है, जैसे कि उच्च - प्रदर्शन कम्प्यूटिंग क्लस्टर और डेटा सेंटरों में कुछ उन्नत सर्वर सेटअप।

कार्य सिद्धांतों में अंतर सीधे सिस्टम आर्किटेक्चर को निर्धारित करता है।

एकल - चरण प्रणाली:अपेक्षाकृत सरल संरचना है। कोर घटकों में टैंक, सर्कुलेशन पंप, हीट एक्सचेंजर (सीडीयू) और एक बाहरी सूखा कूलर शामिल हैं। यह एक बंद हाइड्रोलिक लूप सिस्टम है। चरण परिवर्तन और दबाव के प्रबंधन की चुनौतियों के बिना, सिस्टम अधिक स्थिर है, और इसका डिजाइन और रखरखाव अधिक सीधा है।

दो - चरण प्रणाली:अधिक जटिल हैं। उन्हें वाष्प को वापस तरल में बदलने के लिए एक सटीक कंडेनसर सिस्टम शामिल होना चाहिए। पूरे टैंक को आंतरिक दबाव और वाष्प संतुलन का प्रबंधन करने के लिए हर्मेटिक रूप से सील किया जाना चाहिए, जिसमें उच्च दबाव रेटिंग और सील अखंडता की आवश्यकता होती है, जो डिजाइन और विनिर्माण लागत को बढ़ाता है।

दोनों अत्यधिक कुशल थर्मल प्रबंधन समाधान हैं, लेकिन वे विभिन्न क्षेत्रों में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं।

एकल - चरण प्रणाली:बेहद स्थिर और अनुमानित शीतलन प्रदर्शन की पेशकश करें। चूंकि शीतलक में एक उच्च उबलते बिंदु होते हैं, इसलिए यह स्थानीय उबलने से बचता है। गर्मी हस्तांतरण द्रव की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और प्रवाह दर पर निर्भर करता है। प्रवाह डिजाइन और पंप शक्ति का अनुकूलन करके, घटक तापमान को सटीक रूप से ओस बिंदु के ऊपर नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे संक्षेपण के जोखिम को पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है। यह उन्हें चरम तापमान स्थिरता की मांग करने वाले परिदृश्यों के लिए आदर्श बनाता है।

दो - चरण प्रणाली:बहुत कम समय की अवधि में तात्कालिक, चरम गर्मी के प्रवाह को संभालने में एक्सेल। चरण परिवर्तन प्रक्रिया समझदार गर्मी की तुलना में काफी अधिक ऊर्जा (अव्यक्त गर्मी) को अवशोषित करती है, जिससे इसे चिप्स से तेजी से "फट" गर्मी को हटा दिया जाता है। सैद्धांतिक रूप से, उन्हें परम चिप - स्तर शीतलन सीमाओं में एक फायदा है। हालांकि, उनकी प्रणाली स्थिरता परिवेश की स्थिति (जैसे, कंडेनसर पानी के तापमान) में परिवर्तन के लिए अतिसंवेदनशील हो सकती है।

शीतलक हानि:

एकल - चरण प्रणाली: लगभग शून्य हानि का अनुभव। उच्च उबलते बिंदु शीतलक में बहुत कम अस्थिरता होती है। इसके लिए केवल एक प्रारंभिक भरण और आवधिक चेक की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम परिचालन लागत होती है।

दो - चरण प्रणाली: निरंतर मामूली नुकसान का अनुभव करें। यद्यपि टैंक को सील कर दिया जाता है, कम - उबलते हुए - बिंदु शीतलक आसानी से वाष्पित हो जाता है और ढक्कन खोले जाने पर रखरखाव के दौरान खो जाता है। इसके लिए आवधिक, महंगे शीर्ष - विशेष के साथ विशेष, उच्च - लागत द्रव की आवश्यकता होती है।

रखरखाव की सुविधा:

एकल - चरण प्रणाली: एक स्पष्ट लाभ प्रदान करें। सर्वर को सीधे रखरखाव के लिए स्नान से बाहर निकाला जा सकता है, न्यूनतम टपकने के साथ। तरल पदार्थ को साफ करना आसान है, और सिस्टम घटक अक्सर मानक औद्योगिक भाग होते हैं, जिससे रखरखाव कम तकनीकी रूप से मांग करता है।

दो - चरण प्रणाली: अधिक बोझिल रखरखाव शामिल करें। टैंक को खोलने से महत्वपूर्ण तरल वाष्पीकरण, लागत और संभावित पर्यावरणीय चिंताओं को बढ़ाता है। सिस्टम जटिलता को अक्सर सर्विसिंग के लिए अधिक विशिष्ट तकनीशियनों की आवश्यकता होती है।

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