Twee-fase koelsysteem

<div>De oplossing van TNO is een vloeistofkoeling via een gesloten, twee-fase systeem. De vloeistof stroomt hierbij langs een structuur van ruitvormige koelstaafjes en ontrekt daar de warmte. Hierdoor gaat de vloeistof koken, waarbij dampbellen ontstaan. Deze bellen worden afgeremd en opgesplitst door de ruitvorm van de koelstaafjes. Ook ontstaat ook een dunne film laag op de koelstaafjes, wat de warmteoverdracht bevordert. Dit resulteert uiteindelijk in een stabiele stroming, een optimale warmteoverdracht en daardoor een efficiënt koelproces.Hierbij ontstaat een uitgaande stroom van restwarmte van 80 graden Celsius, wat deze uitermate methode uitermate geschikt maakt voor hergebruik in de vorm van bijvoorbeeld stadsverwarming.<img src="/publish/pages/8966/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.png" alt="doorsnede_diamondshape_realistisch_v5" width="2382" data-sources="[{"width":344,"height":243,"src":"/publish/pages/8966/344px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_344px"},{"width":600,"height":424,"src":"/publish/pages/8966/600px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_600px"},{"width":800,"height":566,"src":"/publish/pages/8966/800px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_800px"},{"width":1024,"height":724,"src":"/publish/pages/8966/1024px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_1024px"},{"width":1484,"height":1049,"src":"/publish/pages/8966/1484px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_1484px"},{"width":1920,"height":1357,"src":"/publish/pages/8966/1920px/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.jpg","sizeClass":"size_1920px"},{"width":2382,"height":1684,"src":"/publish/pages/8966/doorsnede_diamondshape_realistisch_v5.png"}]" height="1684" data-id="8966" id="img_pagvld_156661_0" class="img_pagvld_156661_0" resolved="true" />Zo kunnen we potentieel tot wel 80% van de energie terugwinnen én hergebruiken. Door het terug leveren van deze warmte aan het warmtenet maken we van datacenters groene energieleveranciers!</div>

Energie terugwinnen uit datacenters - TNO maakt het mogelijk

De wereld is 24/7 digitaal verbonden. De hoeveelheid data die wordt gedeeld en opgevraagd groeit exponentieel. Daarom zijn steeds meer datacenters nodig. En die verbruiken heel veel energie. Een groot deel van die energie gaat naar de koeling van chips. Dit gebeurt in de meeste gevallen met lucht, waarbij vrijwel alle energie verloren gaat. TNO’s Micro-fluidische IN-Chip koelingstechnologie maakt het mogelijk tot wel 80% van deze energie terug te winnen én te hergebruiken.

Enorme toename in energieverbruik door dataverkeer

Het energieverbruik van datacenters is zo’n 200TWh, en is daarmee 1% van het wereldwijde energieverbruik. Dit is net zoveel als Duitsland en India bij elkaar. En de trend is stijgend; in de komende 10 jaar zal dit naar verwachting verviervoudigen.

Het overgrote deel van die door datacenters gebruikte energie wordt via de chips omgezet in warmte. Deze warmte moet afgevoerd worden. In de meeste gevallen gebeurt dit met lucht, waarbij deze warmte via ventilatoren aan de chips wordt onttrokken en afgegeven aan de omgeving van het datacenter. Deze energie gaat dus verloren en versterkt de wereldwijde opwarming.

Slechts 1 tot 2% van de datacenters vangen deze warmte op, upgraden deze door middel van een warmtepomp en geven de warmte terug aan het energienet. Dit levert zo’n 14% energie-hergebruik op. Dit kan efficiënter!

youtube

Optimale energie-terugwinning uit datacenters

Met de door TNO ontwikkelde techniek “Micro-Fluidische IN-Chip Koeling” wordt direct in het toplaagje van de chip vloeistofkoeling toegepast. De vloeistof warmt daarbij op tot potentieel zo’n 80º. Deze vrijgemaakte warmte kan direct hergebruikt worden voor bijvoorbeeld industriële processen of een warmtenet in een woonwijk of kantoor gebied. Hiervoor is geen opwaardering middels een warmtepomp meer nodig.

final_TNO Microchip cooling_afb 1_doorsnede_klein

Hoe werkt de micro-fluidische koeling technologie van TNO?

De oplossing van TNO is een vloeistofkoeling via een gesloten, twee-fase systeem. De vloeistof stroomt hierbij langs een structuur van ruitvormige koelstaafjes en ontrekt daar de warmte. Hierdoor gaat de vloeistof koken, waarbij dampbellen ontstaan. Deze bellen worden afgeremd en opgesplitst door de ruitvorm van de koelstaafjes. Ook ontstaat ook een dunne film laag op de koelstaafjes, wat de warmteoverdracht bevordert. Dit resulteert uiteindelijk in een stabiele stroming, een optimale warmteoverdracht en daardoor een efficiënt koelproces.

Hierbij ontstaat een uitgaande stroom van restwarmte van 80 graden Celsius, wat deze uitermate methode uitermate geschikt maakt voor hergebruik in de vorm van bijvoorbeeld stadsverwarming.

doorsnede_diamondshape_realistisch_v5

Zo kunnen we potentieel tot wel 80% van de energie terugwinnen én hergebruiken. Door het terug leveren van deze warmte aan het warmtenet maken we van datacenters groene energieleveranciers!

Energie-hergebruik in de bebouwde omgeving

Met deze technologie kunnen datacenters bovendien beter geïntegreerd worden in de bebouwde omgeving. Nu staan datacenters vrijwel altijd buiten de bewoonde omgeving, waar ze veel ruimte innemen, door o.a. de luchtkoeling systemen. Door de oplossing van TNO, met vloeistofkoeling in de toplaag van de chip, kunnen datacenters uiteindelijk compacter worden en actief herbruikbare energie leveren, waardoor het interessant is ze in de bebouwde omgeving te bouwen. Denk bijvoorbeeld aan een datacenter in de vorm van een hoog kantoorgebouw die een bedrijvenpark of aanliggende woonwijk voorziet van warmte.