Aluminium extrusie voor datacenterkoeling?

Datacenters zijn energieverslindende, warmteproducerende omgevingen. Effectieve koeling is cruciaal. Aluminium extrusies hebben zich ontpopt als een belangrijke speler in het beheren van warmte in deze systemen.

Aluminiumextrusies helpen warmte af te voeren in datacenters door efficiënte koelstructuren te creëren, zoals koellichamen, koelplaten en luchtkanalen, waardoor het warmtebeheer van serveronderdelen wordt geoptimaliseerd.

In dit artikel gaan we dieper in op hoe aluminium extrusies bijdragen aan koelsystemen, inclusief hun ontwerp, functionaliteit en de beste afwerkingen om de warmteafvoer te verbeteren.

Hoe worden extrusies toegepast in serverkoelsystemen?

Effectieve koeling is essentieel voor een lange levensduur van servers. Aluminium extrusies worden gebruikt om de luchtstroom en warmteafvoer te verbeteren, zodat servers optimaal werken zonder oververhitting.

Extrusies worden in serverkoelsystemen gebruikt als koellichamen en koelplaten, ontworpen om de oppervlakte te vergroten en een betere luchtstroom mogelijk te maken voor een efficiënte warmteafvoer.

Aluminium extrusies worden vaak gebruikt in datacenters om de constante warmte die servers genereren aan te pakken. Koellichamen van geëxtrudeerd aluminium bieden een groter oppervlak, wat de efficiënte overdracht van warmte van de interne componenten van de server naar de omgeving bevordert. Het primaire doel is het verminderen van de warmteopbouw binnen servers, die kan leiden tot thermische throttling en uitval van apparatuur. De uitstekende thermische geleidbaarheid van aluminium maakt het een populaire keuze voor oplossingen voor warmteafvoer.

In koelsystemen voor servers worden aluminium profielen vaak gebruikt in de vorm van koellichamen die direct worden bevestigd aan warmteproducerende onderdelen zoals CPU's, GPU's en geheugenmodules. Deze koellichamen hebben vinnen of pennen die het oppervlak vergroten, waardoor er meer contact is met de omringende lucht en er meer warmte wordt uitgewisseld. De extrusies zijn ontworpen met een optimale afstand tussen de vinnen en een optimale hoogte om de beste luchtstroomdynamiek te verkrijgen.

Een ander veelgebruikt thermisch profiel is de extrusie met pennen. Dit profiel is ontworpen met cilindrische of conische pinnen die uit het oppervlak steken, waardoor extra oppervlakte wordt gecreëerd en de natuurlijke convectie van lucht wordt verbeterd. Pin-type extrusies zijn bijzonder effectief in toepassingen waar de luchtstroom beperkt is of waar de ruimte beperkt is.

Bij het kiezen van een thermisch profiel moet rekening gehouden worden met factoren zoals de hoeveelheid warmte die geproduceerd wordt, de beschikbare ruimte en het type koelsysteem dat gebruikt wordt. Een lamellenprofiel met hoge dichtheid kan ideaal zijn voor een systeem met een hoge thermische belasting, terwijl een pin-type profiel beter geschikt kan zijn voor systemen met een beperkte luchtstroom.

Beide profielen helpen de snelheid te verhogen waarmee warmte wordt overgedragen van de serveronderdelen naar de omgeving, waardoor de algehele koelingsefficiëntie wordt verbeterd. Daarnaast speelt de keuze van de aluminiumlegering die in de extrusie wordt gebruikt een rol bij de warmtegeleiding. Legeringen zoals 6063-T5 worden bijvoorbeeld vaak gebruikt vanwege hun balans tussen sterkte, duurzaamheid en thermische eigenschappen.

Welke thermische profielen optimaliseren de warmteverspreiding?

Het kiezen van het juiste thermische profiel voor aluminium extrusies is cruciaal voor het optimaliseren van de warmteverspreiding in serverkoelsystemen. Maar welke thermische profielen werken het beste?

Thermische profielen zoals extrusies met lamellen en pennen maximaliseren het oppervlak en helpen zo de warmte effectief af te voeren. Deze profielen zorgen voor een betere luchtstroom en warmte-uitwisselingsefficiëntie.

De vorm en het oppervlak van aluminium extrusies hebben een directe invloed op hun thermische prestaties. Het ontwerp van het extrusieprofiel kan de efficiëntie van het koelsysteem aanzienlijk beïnvloeden door het beschikbare oppervlak voor warmteafvoer te vergroten. Het doel is om de warmteoverdracht van het materiaal te maximaliseren, zodat de warmte gelijkmatig en snel wordt verspreid om oververhitting te voorkomen.

Een van de meest gebruikte thermische profielen voor datacenterkoeling is het extrusieprofiel met lamellen. Profielen met lamellen zijn ontworpen met dunne, uit elkaar geplaatste lamellen die doorlopen vanaf de basis van het extrusiestuk, waardoor een groter oppervlak ontstaat. Door dit ontwerp kan er meer lucht over het oppervlak van het extrusiestuk stromen, waardoor de warmte beter wordt afgevoerd. De optimale lameldichtheid en -dikte zijn afhankelijk van de luchtstroomdynamiek en de thermische belasting van het serversysteem.

Een ander veelgebruikt thermisch profiel is de extrusie met pennen. Dit profiel is ontworpen met cilindrische of conische pinnen die uit het oppervlak steken, waardoor extra oppervlakte wordt gecreëerd en de natuurlijke convectie van lucht wordt verbeterd. Pin-type extrusies zijn bijzonder effectief in toepassingen waar de luchtstroom beperkt is of waar de ruimte beperkt is.

Bij het kiezen van een thermisch profiel moet rekening gehouden worden met factoren zoals de hoeveelheid warmte die geproduceerd wordt, de beschikbare ruimte en het type koelsysteem dat gebruikt wordt. Een lamellenprofiel met hoge dichtheid kan ideaal zijn voor een systeem met een hoge thermische belasting, terwijl een pin-type profiel beter geschikt kan zijn voor systemen met een beperkte luchtstroom.

Beide profielen helpen de snelheid te verhogen waarmee warmte wordt overgedragen van de serveronderdelen naar de omgeving, waardoor de algehele koelingsefficiëntie wordt verbeterd. Daarnaast speelt de keuze van de aluminiumlegering die in de extrusie wordt gebruikt een rol bij de warmtegeleiding. Legeringen zoals 6063-T5 worden bijvoorbeeld vaak gebruikt vanwege hun balans tussen sterkte, duurzaamheid en thermische eigenschappen.

Kunnen extrusies worden gebruikt in vloeistofgekoelde systemen?

Vloeistofkoelsystemen worden steeds populairder in datacenters vanwege hun superieure warmteafvoer. Maar hoe passen aluminium profielen in deze systemen?

Ja, aluminium profielen zijn een integraal onderdeel van vloeistofgekoelde systemen. Ze worden gebruikt in koude platen en warmtewisselaars, die helpen om warmte van serveronderdelen over te dragen aan de koelvloeistof.

Hoewel koelsystemen op basis van lucht de meest gebruikte methode van warmteafvoer in datacenters zijn, wordt vloeistofkoeling steeds populairder vanwege de efficiëntie, vooral in omgevingen met hoge prestaties. Bij vloeistofkoeling wordt een koelmiddel - meestal water of een mengsel van water en glycol - door kanalen of platen gecirculeerd om warmte van serveronderdelen te absorberen en af te voeren.

Aluminium extrusies worden voornamelijk gebruikt in vloeistofgekoelde systemen in de vorm van koude platen en warmtewisselaars. Koude platen zijn vlakke platen van aluminium waarin vloeistofkanalen zijn ingebouwd. Deze platen worden bevestigd aan de serveronderdelen, zoals CPU's of GPU's, waar ze warmte absorberen. De koelvloeistof circuleert door de kanalen, absorbeert de warmte van de koude plaat en voert deze af naar een warmtewisselaar, waar de warmte wordt afgevoerd.

Het gebruik van aluminium extrusies in koelplaten biedt verschillende voordelen. Ten eerste is aluminium zeer geleidend, waardoor een snelle warmteoverdracht van de serveronderdelen naar de koelvloeistof mogelijk is. Ten tweede kunnen de extrusies worden aangepast aan specifieke componenten of serverconfiguraties, waardoor een efficiënte koeling wordt gegarandeerd. Het ontwerp van het extrusieprofiel in deze toepassingen is cruciaal. De kanalen waar de koelvloeistof doorheen stroomt moeten worden geoptimaliseerd om een gelijkmatige warmteabsorptie en een effectieve koelvloeistofstroom te garanderen.

In warmtewisselaars helpen extrusies de warmteoverdracht van de koelvloeistof naar de omgeving te vergemakkelijken, zodat de koelvloeistof op een optimale temperatuur blijft voor een continue circulatie. In sommige geavanceerde systemen worden warmtebuizen van geëxtrudeerd aluminium gebruikt om de warmteoverdracht verder te verbeteren, waardoor een hogere koelprestatie mogelijk is.

De combinatie van aluminium extrusies en vloeistofkoeling zorgt voor een hogere warmteafvoer, waardoor het ideaal is voor systemen die veel koeling vereisen, zoals HPC-systemen (high-performance computing) en AI-datacenters.

Welke afwerkingsopties verbeteren de koelefficiëntie?

De afwerking van aluminium extrusies beïnvloedt hun koelingsefficiëntie. Welke oppervlaktebehandelingen werken het beste om de warmteafvoer te verbeteren?

Afwerkingen zoals anodiseren, polijsten en thermische coatings kunnen de warmteafvoerende eigenschappen van aluminium extrusies verbeteren, waardoor ze beter presteren in koelsystemen.

Hoewel het ontwerp van het aluminium extrusieprofiel een belangrijke rol speelt bij de koelingsefficiëntie, heeft de oppervlakteafwerking ook invloed op hoe goed de extrusie presteert bij het afvoeren van warmte. Verschillende afwerkingsopties kunnen de thermische eigenschappen van aluminium verbeteren, waardoor de algehele efficiëntie van het koelsysteem toeneemt.

Een van de meest voorkomende afwerkingen voor aluminium extrusies is anodiseren. Dit elektrochemische proces creëert een beschermende oxidelaag op het oppervlak van het aluminium. Deze laag verhoogt niet alleen de corrosiebestendigheid van het materiaal, maar verbetert ook de thermische geleidbaarheid. Anodiseren vergroot het oppervlak van de extrusie, waardoor warmte efficiënter kan worden afgevoerd. Bovendien zijn geanodiseerde oppervlakken vaak duurzamer en slijtvaster, waardoor ze ideaal zijn voor krachtige koelsystemen.

Een andere afwerking die de koelingsefficiëntie kan verbeteren is polijsten. Een gepolijst oppervlak heeft een gladde textuur, waardoor de lucht beter over de extrusie stroomt en er minder wrijving is tussen de lucht en het oppervlak. Dit kan de warmteoverdracht verbeteren en de opbouw van warmte in het systeem verminderen.

Thermische coatings, zoals keramische of op grafiet gebaseerde verven, kunnen ook worden aangebracht op aluminium extrusies om hun warmteafvoerende eigenschappen te verbeteren. Deze coatings zijn ontworpen om het vermogen van het oppervlak om warmte weg te stralen van het systeem te verbeteren. Ze kunnen ook de duurzaamheid van de extrusie verhogen door extra bescherming te bieden tegen omgevingsfactoren zoals vocht en corrosie.

In sommige gevallen kan een combinatie van afwerkingen worden gebruikt om de prestaties van de aluminium extrusies te optimaliseren. Zo kan bijvoorbeeld anodiseren worden toegepast op het basismateriaal, gevolgd door een thermische coating om de koelingsefficiëntie verder te verbeteren.

Over het algemeen kan de juiste afwerking een aanzienlijk verschil maken in de thermische prestaties van aluminium extrusies, waardoor datacenters optimale temperaturen kunnen behouden en oververhitting kunnen voorkomen.

Conclusie

Aluminium profielen zijn een integraal onderdeel van effectieve koeling in datacenters. Hun ontwerp en afwerking dragen bij aan een optimale warmteafvoer, waardoor servers operationeel en efficiënt blijven. Het kiezen van de juiste profielen en oppervlaktebehandelingen kan de prestaties van koelsystemen aanzienlijk verbeteren.