PG25, eine Mischung aus etwa 25 % Propylenglykol und 75 % Wasser, ist in vielen Direct-to-Chip- und CDU-Kreisläufen die Standardfüllung. Das ist ein vernünftiger Standard: Es schützt vor Frost und enthält meist ein Korrosionsschutz- und Biozidpaket. Glykol macht Wasser aber auch zu einem schlechteren Wärmeträger. Wenn Ihr Kreislauf im Innenraum liegt, geschlossen ist und nie Frosttemperaturen ausgesetzt ist, ist die Frage berechtigt, ob Sie eine Einbuße bei der Wärmeübertragung für einen Schutz in Kauf nehmen, den Sie nicht brauchen. Dieser Artikel erklärt, wann ein wasserbasiertes Graphen-Kühlmittel wie ThermaGraph eine PG25-Alternative sein kann, was unsere Labordaten zeigen und wie Sie es testen, ohne zu raten.
Warum Glykol Sie Wärmeübertragung kostet
Wasser ist eine der besten gängigen Wärmeträgerflüssigkeiten. Glykol senkt den Gefrierpunkt, verringert aber auch die spezifische Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit der Mischung und erhöht ihre Viskosität, besonders wenn das Fluid kalt ist. In der Praxis transportiert eine Glykolmischung etwas weniger Wärme pro Liter, und die Pumpen müssen etwas mehr arbeiten, um sie zu bewegen. Kühlmittelhersteller veröffentlichen diese Stoffwertkurven, und jeder Kälteingenieur, der einen Kreislauf für Glykol ausgelegt hat, kennt die Leistungsminderung.
Dieser Kompromiss lohnt sich, wenn Frost ein echtes Risiko ist: Trockenkühler im Freien, Leitungen auf dem Dach, Transport und Lagerung im Winter oder Standorte, an denen ein Kreislauf entleert und kalt stehen kann. Weniger eindeutig lohnt er sich auf der Seite des Technology Cooling System (TCS) einer CDU in einem klimatisierten Rechenzentrumsraum, wo das Fluid das Gebäude nie verlässt.
Was ThermaGraph ist
ThermaGraph ist Graphen in deionisiertem Wasser. Es enthält kein Glykol. Die Graphenbeladung ist niedrig, 0,05 bis 0,20 Gew.-%, und sie wird im Analysenzertifikat jeder Charge angegeben. Das Graphen wird von uns in Charlotte, NC, hergestellt und dispergiert und füllfertig geliefert. Es wird nie als Pulver verkauft.
- Vorgesehene Verwendung: geschlossene Kupferkreisläufe im Innenraum wie CDUs, Direct-to-Chip-Kühlplatten und Rücktür-Wärmetauscher, bei denen kein Frostschutz vorgeschrieben ist.
- Gefrierpunkt: 0 °C (32 °F), wie Wasser. Wenn Ihre Auslegung Frostschutz erfordert, ist ThermaGraph nicht das richtige Fluid.
- Art der Füllung: eine Neufüllung, kein Nachfüllen. Glykolkreisläufe werden zuerst entleert und gespült.
- Status: zum Patent angemeldet (patent pending), hergestellt in den USA, ohne Ruß.
Was unsere Daten zeigen und was nicht
In internen Labortests im Pumpenkreislauf zeigte ThermaGraph einen um 6 % bis 18 % höheren konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten als eine Glykol-Referenz. Das sind interne Labordaten, keine Felddaten, und die Spanne spiegelt unterschiedliche Testbedingungen wider.
Anschließend haben wir diese Laborergebnisse in ein technisches Modell eines 1-MW-Rechenzentrums mit einem PUE von 1,30 übertragen. In diesem Modell entsprach der Gewinn bei der Wärmeübertragung einer Einsparung von 20 bis 58 kW pro 1 MW IT-Last, vom konservativen bis zum optimistischen Fall. Dieser Wert ist modelliert, nicht gemessen. Ihre Einsparung hängt davon ab, wie Ihre Anlage geregelt wird: ob Sie den Gewinn als niedrigere Pumpendrehzahl, wärmeres Vorlaufwasser, mehr Stunden ohne Kältemaschine oder einfach als mehr thermische Reserve am Chip nutzen.
Wir versprechen keine bestimmte PUE-Änderung für Ihren Standort, und wir vergleichen ThermaGraph mit keinem namentlich genannten handelsüblichen Kühlmittel. Der faire Vergleich ist Ihr eigener Kreislauf, mit Ihrem eigenen Fluid als Referenz.
Wo das Graphen ins Spiel kommt
Graphen hat in seiner einlagigen Form eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, erstmals an freitragendem Graphen gemessen von Balandin und Kollegen in Nano Letters (2008). Eine verdünnte Dispersion in Wasser verhält sich nicht wie eine Graphenschicht, und niemand sollte für das Fluid als Ganzes auch nur annähernd solche Werte erwarten. Was ein gut dispergiertes Nanofluid mit niedriger Beladung leisten kann, ist eine Veränderung der Wärmeübertragung an der Kanalwand, und genau das misst der konvektive Koeffizient.
Ist Ihr Kreislauf ein Kandidat?
Nutzen Sie diese Punkte als erste Prüfung, bevor Sie Muster anfordern.
- Standort: Liegt jeder Teil des Kreislaufs im Innenraum, in klimatisierter Umgebung, ohne Frostrisiko im Betrieb, beim Transport oder im Stillstand?
- Metalle: Ist der benetzte Weg kupferbasiert, wie bei den meisten Kühlplatten und CDU-Wärmetauschern? Informieren Sie uns vor einem Test über Aluminium oder Mischmetalle.
- Kreislauftyp: Ist es ein geschlossener TCS-Kreislauf, getrennt vom Gebäudewassersystem? ThermaGraph ist nicht für offene Kühltürme oder Gebäudewasser gedacht.
- Filtration: Was ist der feinste Filter oder Mikrokanal im Weg? Teilen Sie ihn uns mit, damit wir die Verträglichkeit bestätigen können.
- Referenzdaten: Können Sie Vor- und Rücklauftemperaturen, Durchfluss, Pumpenleistung und Chiptemperaturen bei fester Last aufzeichnen?
Wenn Sie die ersten drei Fragen mit Ja beantwortet haben, ist ein Test sinnvoll. ASHRAE TC 9.9 trennt Gebäudewasser von TCS-Wasser und legt für beide unterschiedliche Erwartungen fest; die Referenzkarte der ASHRAE-Thermorichtlinien fasst die Flüssigkeitskühlungsklassen (W17 bis W+) nach Vorlauftemperatur des Gebäudewassers zusammen. ThermaGraph gehört auf die TCS-Seite der CDU.
So führen Sie einen fairen Test PG25 gegen ThermaGraph durch
- Zeichnen Sie eine Referenz mit PG25 auf. Halten Sie die IT-Last konstant und protokollieren Sie Vor- und Rücklauftemperatur, Durchfluss, Druckverlust, Pumpenleistung sowie Chip- oder Kühlplattentemperaturen lange genug, um ein stabiles Bild zu erhalten.
- Entleeren und spülen. Entfernen Sie das Glykol vollständig und spülen Sie mit deionisiertem Wasser, bis Leitfähigkeit und Aussehen dem Spülwasser entsprechen. Wird ThermaGraph mit Glykolresten gemischt, verfälscht das das Ergebnis.
- Mit ThermaGraph befüllen. Befüllen und entlüften Sie wie bei jedem neuen Fluid. Behalten Sie beim ersten Durchlauf dieselben Pumpen- und Ventileinstellungen bei.
- Dasselbe Lastprofil wiederholen. Protokollieren Sie dieselben Punkte unter denselben Bedingungen. Testen Sie dann Ihre normale Regelstrategie, um zu sehen, wo sich der Gewinn zeigt.
- Das Fluid prüfen. Nehmen Sie zu Beginn und in vereinbarten Abständen Proben. Prüfen Sie Aussehen, Leitfähigkeit und pH-Wert und bewahren Sie das Analysenzertifikat bei Ihren Unterlagen auf.
Für diese Art der Bewertung senden wir ein 30-Tage-Muster und helfen Ihnen, die Messungen zu planen. Die Daten gehören Ihnen.
ThermaGraph ist kein Immersionsfluid
Wasser leitet Strom, daher gehört ThermaGraph nur in abgedichtete Kreisläufe, die das Fluid von der Elektronik fernhalten. Für Platinen, die direkt in einem Tank liegen, gibt es das separate Produkt ThermaGraph-D, Graphen in weißem Mineralöl. Die beiden dürfen nie gemischt oder vertauscht werden. Unser Artikel ThermaGraph vs. ThermaGraph-D: Wasserkreislauf oder Immersion? erklärt die Aufteilung, und Graphen-Kühlmittel für KI-Rechenzentren behandelt die Labortests ausführlicher.
Lesen Sie die ThermaGraph-Pressemitteilung, besuchen Sie die Seite Kühlmittel für Rechenzentren oder fordern Sie ein Angebot und ein 30-Tage-Muster an.
Häufige Fragen
Kann ich einen PG25-Kreislauf mit ThermaGraph nachfüllen?
Nein. ThermaGraph ist eine Neufüllung, kein Nachfüllmittel. Entleeren und spülen Sie das Glykol zuerst, damit der Test zwei saubere Fluide vergleicht.
Schützt ThermaGraph vor Frost?
Nein. Es ist wasserbasiert ohne Glykol, sein Gefrierpunkt liegt daher bei 0 °C (32 °F). Verwenden Sie es nur in geschlossenen Kreisläufen im Innenraum, bei denen kein Frostschutz vorgeschrieben ist.
Ist der Wert von 20 bis 58 kW pro MW gemessen?
Nein. Er stammt aus einem technischen Modell eines 1-MW-Rechenzentrums mit einem PUE von 1,30. Der zugrunde liegende Wert von 6 % bis 18 % bei der Wärmeübertragung sind interne Labordaten gegenüber einer Glykol-Referenz.
Kann ThermaGraph für die Immersionskühlung verwendet werden?
Nein. Verwenden Sie für die Einphasen-Immersion ThermaGraph-D, das Produkt auf Basis von weißem Mineralöl. Mischen oder vertauschen Sie die beiden nie.
Angebot, Muster oder technisches Datenblatt anfordern
Nennen Sie uns Ihr Material, die Eigenschaft, die Sie verbessern möchten, den verwendeten Träger (Wasser, Lösungsmittel, Harz oder Öl) und Ihre Mengen. Preise und Muster erhalten Sie nur auf Anfrage. Rufen Sie an unter 704-659-3682 oder fordern Sie ein Angebot, Muster oder ein technisches Datenblatt / SDB an.
