Как с 3D принтиране може да се намали енергопотреблението за охлаждане в центровете за данни

22.01.2026   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Решаването на проблема с растящото енергопотребление за охлаждане на сървърите и графичните процесори (GPU) става все по-належащо за центровете за данни по света. Наскоро европейски изследователки проект демонстрира ново решение за охлаждане, което значително намалява енергопотреблението и удължава експлоатационния живот на компютърните чипове, като в същото време прави възможна повторната употреба на отпадната топлина.
 
В рамките на наскоро приключилия проект AM2PC Датският технологичен институт и датската компания Heatflow, заедно с Open Engineering от Белгия и Fraunhofer IWU от Германия, създават и тестват изработен с 3D принтиране охлаждащ компонент за центрове за данни и високопроизводителни компютри. Решението използва пасивно двуфазово охлаждане и постига капацитет на охлаждане от 600 W при тестовете – 50% повече от оригиналната цел от 400 W.
 
Постижението идва в момент, когато енергийното потребление на центровете за данни постоянно нараства. В държави като Ирландия, например, на центровете за данни се пада толкова голям дял от общото енергопотребление, че са наложени законови ограничения.
 
"Наред с ИТ хардуера, съпътстващата охлаждаща инфраструктура е един от най-големите потребители на енергия в центровете за данни, а следователно и с най-голям потенциал за подобряване на цялостната ефективност на системата", коментира Симон Брюдлер, специалист по 3D принтиране и старши консултант в Датския технологичен институт.
 
Същевременно, потреблението на графичните процесори нараства от 100 - 200 W преди само няколко години до няколкостотин или дори до киловати на ден, така че и при тях е необходимо по-ефективно охлаждане.
 
"Виждаме развитие там, където плътността на мощността в сървърите се увеличава по-бързо от всякога, и традиционното въздушно охлаждане просто вече не е достатъчно. С нашето двуфазово решение ние можем да отстраним топлината пасивно без помпи или вентилатори, което значително намалява енергопотреблението за охлаждане", обяснява Пау Мортенсен, главен изпълнителен директор на датската компания Heatflow, която ръководи проекта AM2PC.

Пасивно охлаждане без енергопотребление

Новото решение се различава от конвенционалното въздушно охлаждане по това, че използва охладител, който се изпарява върху гореща повърхност. Парата естествено се издига заради разликите в плътността, кондензира другаде (където освобождава топлина) и се връща като течност благодарение на гравитацията. Този пасивен двуфазов процес с охладител – т. нар. термосифонен принцип, не изисква помпи и следователно не потребява енергия за отстраняване на топлината. Същевременно, изпарението е много по-ефективно от традиционното охлаждане с въздух или течност, поради което отстранената топлина от компютърните чипове е много повече, а чиповете са по-охладени, което помага за удължаването на експлоатационния им живот.
 
Ключовият компонент в системата е изпарител, който Heatflow и Датският технологичен институт създават и изработват с 3D принтиране.
 
"Изработвайки компонента от алуминий с 3D принтиране, ние можем да интегрираме всички необходими функции в една-единствена част. Това елиминира необходимостта от точки за свързване, редуцира риска от течове и прави компонента по-надежден. В същото време, ние използваме само един материал, благодарение на което той е по-лесен за рециклиране", посочва Бюдлер.

Повторно използване на излишната топлина

Фокусът на проекта е върху създаването и производството на изпарител и валидирането на качествата му. Това надхвърля всички очаквания, но централен резултат от проекта е също и това, че решението отстранява топлината при температури между 60°C и 80°C. Когато температурата се извлича при такива високи температури, тя може директно да се използва в централната отоплителна мрежа без допълнителна енергия, както и за други индустриални процеси в хранително-вкусовата, текстилната и хартиената индустрия или в земеделието за отопление на парници, ако те се намират в близост до източника на топлината.
 
За сравнение, традиционното въздушно охлаждане на сървърите обикновено отстранява топлината при по-ниски температури, заради което е по-малко подходящо за централно отопление и индустриални процеси.
 
"В този проект ние не се фокусирахме върху интеграцията в централното отопление само по себе си, но демонстрирахме, че технологията прави това възможно. Това е важна стъпка към по-енергийноефективни центрове за данни, която може да допринесе за цялостния енергиен баланс", подчертава Брюдлер.

По-малко използван материал и по-голяма възможност за рециклиране

Наред с икономиите на енергия по време на работа, проектът също така показва екологичните ползи в производството. С помощта на 3D принтирането цялостното използване на материал се намалява в сравнение с конвенционалните решения, които включват няколко компонента, изработени от различни материали.
 
Тъй като това е демонстрационен проект, е твърде рано да се говори за окончателните екологични ползи, но анализите на жизнения цикъл сочат, че решението може да намали общите емисии с 25 до 30% на детайл, посочват от Датския технологичен институт.

Ключови думи: охлаждане   центрове за данни   3D принтиране   AM2PC  

Област: Проекти