Zastosowanie technologii rurek cieplnych w systemie chłodzenia centrum danych
Wraz z postępem nauki i techniki sprzęt informatyczny w sali komputerowej elektronicznego systemu informacyjnego jest wysoce zintegrowany, a jego odchyłka efektywności energetycznej i rosnące rozpraszanie ciepła w sali komputerowej zaczęły przyciągać dużą uwagę przemysłu. Według statystyk miarodajnych departamentów, w moim kraju' wysokiej klasy przemysł komunikacyjny skoncentrowany na serwerach zużywa energię elektryczną. W 2007 r. osiągnął on ponad 20 miliardów kW·h, a przemysł informacyjny stał się przemysł konsumpcyjny.
Jako przestrzeń funkcjonalna centra danych zawierają serwery danych, sprzęt komputerowy, systemy klimatyzacyjne i urządzenia elektryczne, które podczas pracy zużywają dużo energii. W szczególności systemy klimatyzacyjne odpowiadają za 40% całkowitego zużycia energii w centrach danych. Według najnowszych statystyk energetycznych, świat jest obecnie Całkowite zużycie energii przez centrum danych stanowiło 3% światowego zużycia energii. Dlatego zmniejszenie zużycia energii przez system chłodzenia centrum danych i zmiana obecnego trybu wysokiego zużycia energii stały się pilnym problemem dla obecnych operatorów centrów danych.
2. Wprowadzenie do technologii rur cieplnych systemu chłodzenia centrum danych
2.1 Struktura rurki cieplnej
Powszechnie stosowane ciepłowody składają się z trzech części: główny korpus to zamknięta metalowa rura (w tym ścianka rury i zaślepka), a w rurze znajduje się niewielka ilość czynnika roboczego (płynu roboczego) i struktury kapilarnej (rdzeń rury). wnęka wewnętrzna; w zależności od tego, czy ma strukturę kapilarną Rurę cieplną można podzielić na rurkę cieplną wspomaganą grawitacją i rurkę cieplną kapilarną. W zależności od wymaganej temperatury roboczej do rurki cieplnej można dobrać różne rodzaje płynów roboczych, takie jak woda, aceton, metanol lub czynnik chłodniczy itp.
2.2 Zasada działania rurki cieplnej
Gdy jeden koniec rurki cieplnej jest podgrzewany, ciecz w knotze kapilarnym odparowuje i paruje. Para przepływa na drugi koniec pod niewielką różnicą ciśnień i uwalnia ciepło, aby skroplić się w ciecz. Ciecz spływa z powrotem do sekcji odparowywania wzdłuż materiału porowatego pod działaniem siły kapilarnej. W ten sposób krąży ciepło. Przechodź od jednego końca do drugiego.
W tym procesie wymiany ciepła uwzględniono w szczególności sześć powiązanych ze sobą procesów: ciepło jest przekazywane ze źródła ciepła przez ściankę rury cieplnej i knot wypełniony płynem roboczym do granicy faz ciecz-gaz w sekcji odparowywania; ciecz odparowuje Odparowuje na granicy faz ciecz-gaz sekcji skraplania; para w komorze parowej przepływa z sekcji odparowywania do sekcji kondensacji; para kondensuje się na granicy ciecz-gaz w sekcji kondensacyjnej; ciepło przechodzi przez granicę ciecz-gaz od granicy ciecz-gaz w sekcji kondensacyjnej. Rdzeń, ciecz i ścianka rury są przekazywane do źródła zimna; w knocie pod wpływem siły kapilarnej (lub grawitacji) skondensowana ciecz robocza wraca do sekcji odparowywania.
Istniejąca technologia ciepłowodów może pomóc centrom danych w oszczędzaniu energii i zmniejszeniu zużycia i ma wiele zalet, ale nadal istnieją następujące problemy: połączenie istniejących okrągłych rurek cieplnych z zewnętrzną powierzchnią sprzętu IT jest trudnym problemem; ciepło uwalniane przez kondensacyjny koniec rurki cieplnej jest nadal odprowadzane do danych W wewnętrznej przestrzeni centrum obciążenie chłodnicze w centrum danych nie zostało zredukowane i nadal wymaga chłodzenia przez klimatyzację, która nie osiąga efektu oszczędności energii i redukcji emisji. Niektóre ciepłowody wymagają zewnętrznego zasilania do napędu.
W odpowiedzi na powyższe problemy zaproponowano mikrokanałowy system ciepłowodów z pętlą płaską oparty na chłodzeniu centrum danych i odzysku ciepła odpadowego. Ten system ma następujące zalety: Płaska rurka cieplna może być ściśle przymocowana do zewnętrznej powierzchni sprzętu IT, co jest korzystne dla zwiększenia efektu wymiany ciepła. Końcówka odparowująca i końcówka kondensacyjna są połączone przewodem przesyłowym pary i przewodem powrotnym cieczy, tworząc mikrokanałowy system rur grzewczych z płaską pętlą. Końcówka kondensacyjna może być umieszczona na zewnątrz centrum danych, zmniejszając w ten sposób obciążenie chłodzenia wewnętrznej przestrzeni centrum danych; można również zredukować ciepło końca kondensacyjnego.
Jako źródło ciepła ciepłej wody użytkowej odzyskuje ciepło emitowane przez serwer centrum danych w celu osiągnięcia oszczędności energii i redukcji emisji; cały system wykorzystuje grawitację i siłę kapilarną zapewnianą przez mikrokanalikową strukturę kapilarną do cyklu wymiany ciepła, bez napędzania siły zewnętrznej.
Opracowano mikrokanałową rurę cieplną z płaską pętlą, opartą na systemie odzyskiwania ciepła odpadowego w centrum danych, odpowiednią do elektroniki o wysokiej gęstości ciepła i urządzeń przełączających o wysokiej częstotliwości o dużej mocy. Płaska rurka cieplna jest ściśle przymocowana do sprzętu IT. Ciepło jest przekazywane do rurki cieplnej, a rurka cieplna przekazuje ciepło do końcówki kondensacyjnej przez wewnętrzny płyn roboczy w celu rozproszenia ciepła. Stojak nie musi rezerwować miejsca na rozpraszanie ciepła konwekcyjnego; skutecznie zwiększy przestrzeń użytkową szafy, a ilość sprzętu IT w szafie można odpowiednio zwiększyć. Zwiększ gęstość szafy i zmniejsz koszty budowy centrum danych; może również poprawić wydajność i bezpieczeństwo pracy urządzeń, zapewnić wydajne rozpraszanie ciepła i odzyskiwanie ciepła odpadowego i ponowne wykorzystanie urządzeń, a także wspierać rozwój energooszczędnych i redukujących emisje technologii budynków centrów danych. Ma ważną wartość użytkową i znaczące korzyści w zakresie oszczędności energii.
