丹麦技术研究所与Heatflow公司近日共同开发并测试了一种用于数据中心的3D打印冷却部件。

该方案旨在显著降低服务器和GPU冷却的能耗。

此项创新是作为欧洲AM2PC研究项目的一部分进行的。

该方案采用被动式两相冷却技术，无需泵或风扇即可带走热量，同时还能回收余热用于区域供热和工业应用。

数据中心正面临着日益增长的能源需求，尤其是冷却基础设施方面。

冷却系统是数据中心内最大的能耗单元之一，因此在提高整体系统效率方面潜力巨大。

GPU功耗的不断上升——在高性能应用中已增至数百瓦甚至更高——进一步加剧了对更高效冷却解决方案的需求。

在近期结项的AM2PC项目中，这两家机构与两家国际合作伙伴共同为数据中心和高性能计算应用开发并测试了这款3D打印冷却部件。

在测试中，该方案的冷却能力达到了600瓦，超过了项目原定的400瓦目标。

AM2PC是一个专注于开发用于数据中心两相冷却的3D打印部件的欧洲研究项目。

项目于2023年至2025年期间运行，总预算为1000万丹麦克朗，由M-ERA.NET支持，丹麦部分的资金来自丹麦创新基金。

除Heatflow ApS和丹麦技术研究所外，项目合作伙伴还包括Open Engineering和弗劳恩霍夫IWU。

所开发的冷却解决方案基于被动式两相热虹吸原理。

冷却剂在计算机芯片的热表面蒸发吸热，随后蒸汽因密度差而上升。

蒸汽在系统其他位置冷凝放热，并通过重力以液体形式回流。

由于整个过程是被动发生的，因此不需要泵，从而在热量移除环节不会产生额外的能耗。

基于蒸发的冷却方式比传统的风冷或液冷效率高得多。

通过维持更低的工作温度，该方案还有助于延长计算机芯片的使用寿命。

系统中的关键部件是一个蒸发器，该部件是采用增材制造技术开发和制造的。

通过使用铝材3D打印出一个集成的单一部件，该设计消除了组装点，降低了泄漏风险，从而提高了整体可靠性。

单一材料的设计也简化了部件生命周期结束时的回收流程。

AM2PC项目的一个核心成果是能够在60至80摄氏度的温度范围内提取热量。

在此温度水平回收的热量无需额外能源输入，可直接用于区域供热网络。

如果食品饮料生产、纺织、纸浆造纸或农业温室加热等工业设施靠近热源，这些热量也可用于其工业过程。

相比之下，传统的风冷数据中心系统通常在更低的温度下提取热量，限制了其在区域供热和工业再利用方面的适用性。

虽然与区域供热基础设施的整合并非项目重点，但所展示的性能表明此类应用在技术上是可行的。

除了运行中的节能，该项目还突显了制造环节的环境效益。

与由多种不同材料部件组成的传统冷却方案相比，使用3D打印技术减少了总体材料用量。

由于蒸发器由单一材料制成，在其使用寿命结束时无需分离材料即可更容易地回收。

由于AM2PC是一项示范项目，最终的环境效益尚未量化，但初步的生命周期分析表明，该方案可使每个单元的总体排放减少25%至30%。

增材制造日益被应用于应对航空航天和数据中心环境中的热管理挑战。

在早前的报道中，3D Systems详细介绍了其直接金属打印技术如何用于为NASA支持的航天器项目生产复杂的冷却部件，实现了在太空应用中具有集成内部散热通道的轻量化设计。

另有一篇对Alloy Enterprises的采访强调了3D打印金属冷板如何正为数据中心而开发，因为不断增长的处理器功率密度正推动对能够提升热性能和能源效率的先进液冷解决方案的需求。