Казалось бы, только недавно скептики убедились, что охлаждение водой по контактной технологии – это безопасно, и стали появляться и развиваться системы охлаждения методом погружения в жидкий диэлектрик,  как пришло время нового, технологичного, способа охлаждения. Основан он на эффекте фазового перехода жидкого диэлектрического теплоносителя в газообразное состояние, а в народе попросту – кипения! Подобные опыты проводились еще в 1970-х годах, но конструкция микросхем и химические свойства теплоносителя, на тот момент, не позволяли эффективно реализовать данный метод.

Фазовый переход – это термин обозначающий переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. Испарение жидкости и конденсация пара – это примеры явлений фазового перехода. Согласно справочным данным, для нагревания 1 кг воды на 1 градус требуется 4’187 Джоулей. Однако, для испарения того же количества воды, нагретой до температуры кипения, требуется 2’300’000 Джоулей. Эти цифры, на примере воды, дают нам возможность оценить, насколько большей теплоемкостью обладает процесс кипения!

Используя данную особенность, разработчики реализуют данный способ охлаждения. Электронные компоненты погружаются в ванну с диэлектрической жидкостью, которая является в 4000 раз более лучшим проводником тепла, чем воздух. Имея низкую температуру кипения, теплоноситель соприкасается с поверхностями устройств генерирующих тепло и, испаряясь, крайне эффективно отводит от них тепло.

Для охлаждения источника тепла требуется ёмкость с оборудованием заполненная жидкостью Novec, теплообменник расположенный в емкости над жидкостью и подвод холодной воды в этот теплообменник. Здесь стоит отметить, что для конденсации испаряющейся жидкости температура воды должна быть на 10 градусов ниже температуры кипения. Данный факт позволяет крайне эффективно охлаждать оборудование и получать предельно низкие значения показателя PUE ( до 1.01).

Благодаря особенностям жидкости, в случае необходимости обслуживания компонентов, после извлечения они быстро высыхают и не имеют никаких следов погружения.

Благодаря тому, что 3M™ Novec™ начинает кипеть при атмосферном давлении уже при температуре 34°C, 49°C или 56°C (в зависимости от применяемого типа различается температура кипения) происходит его фазовый переход из жидкого состояние в газообразное. Это свойство можно применить для охлаждения оборудования без применения гидравлических помп, так как нет необходимости в перекачке жидкости внутри резервуара. 3M™ Novec™ кипит и перемешивается, удаляет лишнее тепло благодаря физическим процессам испарения и конденсации — двум чередующимся фазовым переходам, благодаря чему конструкция системы значительно упрощается. Требуется всего лишь подвод охлажденной воды в радиаторы, расположенные над жидкостью в паровой зоне для обеспечения процесса конденсации.

Крупнейшим представителем системы охлаждения основанной на эффекте фазового перехода является компания Allied Control.

Их основным продуктом является система DataTank, в которой реализовано охлаждение большого количества ASIC плат.

• Защита от пожара, т.к. пары теплоносителя вытесняют кислород
• Высокая степень экологичности – озоновый слой в безопасности
• Безопасность – теплоноситель не горячий и не токсичный
• Использование жидкого диэлектрика предохраняет оборудование от воздействия пыли и влаги
• Низкая температура кипения исключает необходимость перемешивания диэлектрика
• Высокая плотность размещения оборудования в дата центре;
• Срок службы теплоносителя 30 лет
• Максимальная плотность оборудования при минимальном количестве теплоносителя
• Минимально возможный коэффициент PUE до 1.01
• Простота конструкции системы теплоотведения
• Возможность отведения до 500 кВт со стойки
• Отсутствие индивидуальных корпусов