Потреблението на енергия за охлаждане на центровете за данни може да се удвои до 2030 г.
(снимка: CC0 Public Domain)
Нова изпарителна мембрана може да намали разходите на центровете за данни за охлаждане с цели 40%. Разработчиците на технологията са изоставили традиционните помпи и радиатори в полза на капилярния ефект.
Инженери от Калифорнийския университет в Сан Диего са разработили нова технология за охлаждане, която може значително да подобри енергийната ефективност на центровете за данни и високопроизводителните електронни устройства.
Разработката използва специално проектирана влакнеста мембрана за пасивно отвеждане на топлината чрез изпаряване. Това е обещаваща алтернатива на традиционните охладителни системи като радиатори и течни помпи, която също така намалява консумацията на вода.
С бързото развитие на изкуствения интелект и облачните изчисления, необходимостта от обработка на данни се увеличи рязко, а следователно и топлината, генерирана в този процес. В момента охлаждането представлява до 40% от общото потребление на енергия в центъра за данни.
Ако настоящите тенденции продължат, глобалното потребление на енергия за охлаждане на центровете за данни може да се удвои до 2030 г. Една нова технология за изпарително охлаждане може да ограничи този растеж.
Системата използва евтина влакнеста мембрана с мрежа от малки взаимосвързани пори, които разпределят охлаждащата течност по повърхността ѝ чрез капилярно действие. Докато течността се изпарява, тя ефективно отвежда топлината от електрониката отдолу – без да консумира допълнителна енергия.
Мембраната е разположена върху микроканалите над електронните компоненти, което позволява непрекъснат поток на течност и ефективно разсейване на топлината.
„В сравнение с традиционното въздушно или течно охлаждане, изпарението може да разсее по-голям топлинен поток с по-малко енергия”, обяснява Ренкун Чен, професор в катедрата по машинно и аерокосмическо инженерство в Инженерното училище „Джейкъбс” към Калифорнийския университет в Сан Диего и един от ръководителите на проекта.
Нова изпарителна мембрана може да намали разходите за центрове за данни с 40%
(снимка: Tianshi Feng, Yu Pei / UC San Diego)
Много приложения вече използват изпарението за охлаждане, като например топлинни тръби в лаптопи и изпарители в климатици. Ефективното прилагане на този принцип към високопроизводителна електроника обаче досега беше предизвикателство.
Предишни опити за използване на порести мембрани с голяма повърхност, идеална за изпаряване, бяха неуспешни поради твърде малки (запушване) или твърде големи (причиняващи нежелано кипене) пори. Новата разработка използва влакнести мембрани с взаимосвързани пори с оптимален размер, което осигурява ефективно изпаряване без тези недостатъци.
По време на тестове при различни топлинни потоци, мембраната показва рекордни резултати, разсейвайки топлинен поток, надвишаващ 800 вата на квадратен сантиметър – една от най-високите стойности за системи от този тип. В същото време, мембраната демонстрира стабилна работа в продължение на няколко часа.
Екипът сега работи върху подобряване на мембраната и оптимизиране на нейната производителност, планирайки да я интегрира в прототипи на охлаждащи плочи, както и да създаде стартъп за комерсиализация на технологията. Вече е подадена и патентна заявка за иновацията.