29 мая 2026 г. Двухфазное охлаждение для дата-центров

Традиционные системы воздушного охлаждения, с помощью которых сегодня обслуживается большинство дата-центров, постепенно перестают справляться с растущими тепловыделениями современного серверного оборудования. В то же время на системы охлаждения в классических ЦОД может приходиться до 35% от общего энергопотребления. Ответом на этот вызов становится иммерсионное охлаждение, при котором электроника полностью погружается в диэлектрическую жидкость. Этот метод позволяет размещать в 5–10 раз больше серверов на квадратный метр и, в зависимости от архитектуры, сокращать энергозатраты на охлаждение на 30–92%.

Существует две основные технологии. Однофазное охлаждение использует постоянную циркуляцию жидкого диэлектрика. Более совершенное и эффективное — двухфазное: оно задействует скрытую теплоту парообразования. Жидкость закипает при контакте с горячим чипом (обычно при температуре около 50-60°C) и, испаряясь, поглощает значительное количество тепла. Затем пар поднимается наверх, конденсируется на охлаждаемых поверхностях и стекает обратно в ванну, создавая пассивный цикл без необходимости в насосах.

Одним из первых шагов к промышленному внедрению в России стал запуск в августе 2025 года серийного производства вычислительных комплексов с жидкостным охлаждением холдингом «Росэл» (входит в «Ростех»). Российские инженеры создали собственную оригинальную архитектуру и, что особенно важно, используют диэлектрик собственной разработки — нетоксичный, негорючий и, в отличие от традиционных хладагентов, биоразлагаемый. Параллельно разработки ведутся и на базе ведущих вузов. В МГТУ им. Баумана в рамках проекта «Капля» была создана и запущена система двухфазного иммерсионного охлаждения для серверов на основе российских процессоров «Эльбрус».

Мировые гиганты и рыночные перспективы. Показательно, что те же технологии тестируют и внедряют лидеры отрасли. Microsoft начала использовать двухфазное иммерсионное охлаждение в своих центрах обработки данных Azure. Исследования показали, что оно способно снизить энергопотребление любого отдельного сервера на 5–15%. Спрос на такие системы растет взрывными темпами. По данным аналитиков, в 2025 году мировые затраты на оборудование для жидкостного охлаждения дата-центров приблизились к 5 млрд долларов, а к 2035 году, по прогнозам, рынок вырастет до 27 млрд долларов, демонстрируя среднегодовой темп роста около 18%.

Развитие иммерсионного охлаждения открывает перед будущими инженерами-холодильщиками новые горизонты. На смену классическим компрессорным циклам и вентиляции приходят задачи по проектированию эффективных систем отвода тепла с использованием фазовых переходов и подбору оптимальных диэлектрических жидкостей. Изучение процессов теплообмена при кипении и конденсации становится не просто академической дисциплиной, а ключом к созданию инфраструктуры для искусственного интеллекта, суперкомпьютеров и всей цифровой экономики будущего.