単相 - 浸漬冷却システム
このシステムは液体の単相のみを利用し、大規模な閉鎖型水冷システムのように、強制対流によって熱を放散します。そのため、放熱面積を拡大し、流路を最適化するためのフィンが重要な設計要素となります。この種のシステムでは、信頼性の高い熱伝導を確保するために、ヒートシンクとチップの両方に適合する熱伝導材料の使用が推奨されます。
二相 - 浸漬冷却システム
二相式システムは、主に核沸騰の原理を利用して熱を除去するため、その熱伝達効率は非常に高いです。研究によれば、このような状況下では、フィンが多すぎると逆に気泡の生成と離脱を妨げ、効率を低下させる可能性があります。そのため、多くの二相式設計では、沸騰と気泡の排出を最適化するために、裸の平面または微細構造処理を施した平面が使用されます。
單相
溫度
65°C
PUE
1.02-1.03
流量
2-5 L/min
熱交換器
DTT61-s
- 高沸點介電流體
- 幫浦驅動循環
- 受迫對流傳熱
- 系統簡潔易維護
兩相
沸騰溫度
55°C
PUE
1.01-1.02
壓力
密封系統
銅線圈冷凝器
- 低沸點介電流體
- 自然循環
- 核沸騰相變
- 極高熱通量
冷卻原理
氣冷
空氣循環
單相
液體循環
雙相
相變潛熱
驅動方式
氣冷
風扇驅動
單相
幫浦驅動
雙相
自然對流
冷卻效率
氣冷
普通
單相
良好
雙相
極佳
建置成本
氣冷
普通
單相
普通
雙相
極高
|
兩相
|
單相
|
|
|
伝熱性能
|
局所対流熱伝達係数は数千 W/m²·K に達し、相変化により非常に高い熱流束と温度安定性を実現します。
|
対流係数は数十 W/m²·K 程度で、表面積拡大のためのフィンと、界面熱抵抗を下げる最適化された熱インターフェース材料が必要です。
|
|
能源效率
|
エネルギー効率を最大化します。
|
空冷より大幅に優れ、性能とコストのバランスを取れます。
|
|
機構
|
低沸点の絶縁流体がホットスポットで核沸騰し、潜熱を搬送した蒸気が凝縮して液体に戻ります。相変化伝熱に依存します。
|
高沸点の絶縁流体が熱源に直接接触し、相変化なしで熱交換器を通じて放熱します。自然対流または強制対流に依存します。
|
|
システムの複雑さ
|
高い：密閉槽、沸騰・凝縮管理、気液分離装置が必要で、設計・建設のCAPEXが高めです。
|
低い：開放式または簡易循環系で、相変化管理が不要。設置と保守が簡単です。
|
|
成本與環境
|
流体はフッ素系化合物が多く、コストが高く GWP/PFAS リスクを伴い、規制順守の負担が大きいです。
|
流体配合はカスタマイズ可能で、長寿命と防食を重視し、環境リスクは相対的に低いです。
|
|
適用シーン
|
極端な熱密度やスペース制約のある高性能計算環境で、沸騰管理とシール能力を備えた設備。 |
大規模クラウドやエンタープライズ展開、エッジ計算など、高可用性と低保守を要するシーン。
|
|
メンテナンス要件
|
厳格：流体の揮発防止、定期的な漏れ検査、コンデンサー清掃が必要。 |
低め：流体寿命が長く相変化による劣化がなく、保守は従来の液冷に近いです。
|
AS17-s
0.028 W/m·K
工業用
AS27-s
0.009 W/m·K
電子用
