来源：Applied Thermal Engineering原文：https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2023.121667
数据中心的运行和热管理消耗大量能源，此外，冷却系统消耗的电力约占数据中心运营所需总电力的 40% 。因此，提高冷却系统的效率可以节省数据中心的能源使用。数据中心的冷却技术可分为三类：房间级冷却、机架级冷却和芯片级冷却。在房间级制冷时，计算机房空调 (CRAC) 装置和计算机房空气处理 (CRAH) 装置等系统用于冷却数据中心机房空气。CRAC 装置通过充满制冷剂的蒸发器冷却室内空气，而 CRAH 装置通过水-空气热交换器冷却室内空气。在机架级冷却中，冷却设备放置在单个服务器机架的侧面或后部，这些冷却设备冷却离开服务器的热空气。在芯片级冷却下，服务器电子芯片与冷却装置直接接触进行冷却。由于缩短了散热路径，芯片级冷却比机架级和房间级冷却技术更有效。因此，开发高性能相变芯片级冷却技术对于数据中心节能具有巨大潜力。芯片级冷却可以通过冷却装置间接冷却芯片或直接将服务器浸入介电液中来实现。浸入式冷却的缺点是比热和潜热低、流体泄漏问题以及初始成本高。通过热管或热虹吸管等相变传热装置进行的间接芯片冷却是有前途且具有成本效益的。近期，印度理工学院Arvind Pattamatta老师团队开发了一种具有增强性能的新型集成扁平热虹吸散热器 (IFTHS)，可助于能源密集型数据中心的节能芯片级热管理。IFTHS具有集成空心翅片的冷凝器，其中空心翅片的内表面用于冷凝，外表面用于空气侧对流冷却。团队研究了不同填充率下 IFTHS 的热性能，以找到性能最佳的填充率。超疏水冷凝器由于冷凝水回流和滴状冷凝更快，性能提高了16%。超疏水冷凝器和微通道蒸发器的组合将性能提高了36%。与基线传统平板热虹吸管相比，IFTHS 配置的整体电阻、最高温度和散热器重量分别降低 19–41%、8–25 °C 和 44–46%。当采用IFTHS配置代替基准配置来冷却数据中心服务器中的电子芯片时，电子元件的寿命可提高3.73-17.75倍，室内空气冷却负荷可减少8.04-25.12 kJ/kg。研究成果以“A novel integrated flat thermosyphon heat sink for energy-efficient chip-level thermal management in data centers”为题发表于《Applied Thermal Engineering》。
图1 (a)实验装置的原理图。(b)实验装置。(c) IFTHS系统的爆炸视图。图2 (a)IFTHS蒸发器（所有尺寸均为mm）。(b)热电偶的位置安装在蒸发器上。(c)IFTHS冷凝器（所有尺寸均以mm为单位）。(d)集成空心翅片冷凝器横断面图（所有尺寸均为mm)。(e)冷凝器上的热电偶位置。图3 (a)超疏水冷凝器表面和接触角（CA）的制备详细说明了[10]。带有微型通道的(b)蒸发器（所有尺寸均为mm）。图4 具有不同冷凝器几何形状的平面热虹吸管说明：无翅片的(a)冷凝器、带固体翅片的(b)冷凝器（基线配置）和带集成空心翅片的(c)冷凝器（IFTHS）。
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