Застосування технології теплових труб в системі охолодження ЦОД
З розвитком науки і техніки, ІТ-обладнання в комп’ютерному залі електронної інформаційної системи дуже інтегровано, і його відхилення в енергоефективності та збільшення тепловіддачі комп’ютерного залу стали привертати велику увагу з боку промисловості. Згідно зі статистикою авторитетних відомств, високоякісна серверна індустрія зв'язку моєї країни' споживає електроенергію. У 2007 році вона досягла понад 20 мільярдів кВт·год, а інформаційна індустрія стала високоенергетичною промисловість споживання.
Як функціональний простір центри обробки даних містять сервери даних, обчислювальну техніку, системи кондиціонування та електрообладнання, які споживають багато енергії під час роботи. Зокрема, на системи кондиціонування припадає 40% загального споживання енергії центрами обробки даних. Згідно з останньою енергетичною статистикою, у світі зараз загальне споживання електроенергії центром обробки даних становить 3% від світового споживання електроенергії. Тому зниження енергоспоживання системи охолодження ЦОД і зміна поточного режиму високого енергоспоживання стало актуальною проблемою для нинішніх операторів ЦОД.
2. Введення в технологію теплових труб системи охолодження ЦОД
2.1 Конструкція теплових труб
Зазвичай використовувані теплові трубки складаються з трьох частин: основний корпус являє собою закриту металеву трубку (включаючи стінку трубки та торцеву кришку), а в корпусі є невелика кількість робочого середовища (робочої рідини) і капілярної структури (серцевина трубки). внутрішня порожнина; Залежно від того, чи має вона капілярну структуру Теплову трубку можна розділити на теплову трубку з підтримкою гравітації та капілярну теплову трубку. Відповідно до необхідної робочої температури для теплової труби можна вибрати різні види робочих рідин, наприклад воду, ацетон, метанол або холодоагент тощо.
2.2 Принцип роботи теплової трубки
Коли один кінець теплової трубки нагрівається, рідина в капілярному гніті випаровується і випаровується. Пара тече на інший кінець під невеликою різницею тиску і виділяє тепло для конденсації в рідину. Під дією капілярної сили рідина повертається в ділянку випаровування вздовж пористого матеріалу. Таким чином відбувається циркуляція тепла. Переходьте від одного кінця до іншого.
У цей процес теплопередачі конкретно включаються наступні шість взаємопов’язаних процесів: теплота передається від джерела тепла через стінку теплової труби і гніт, заповнений робочою рідиною, до межі розділу рідина-газ у випарній секції; рідина випаровується Випаровується на межі розділу рідина-газ конденсаційної секції; пара в паровій камері перетікає з випарної секції в секцію конденсації; пара конденсується на межі розділу рідина-газ у конденсаційній секції; тепло проходить через межу розділу рідина-газ від поверхні розділу рідина-газ у конденсаційній секції. Ядро, рідина і стінка трубки передаються до джерела холоду; у гніті внаслідок капілярної сили (або сили тяжіння) сконденсована робоча рідина тече назад до випарної секції.
Існуюча технологія теплових труб може допомогти центрам обробки даних заощаджувати енергію та зменшувати споживання, і має багато переваг, але все ще існують такі проблеми: поєднання існуючих круглих теплових труб і зовнішньої поверхні ІТ-обладнання є складною проблемою; тепло, що виділяється конденсаційним кінцем теплової труби, все ще відводиться в дані. У внутрішньому просторі центру навантаження на охолодження в центрі обробки даних не зменшилося, і його все ще потрібно охолоджувати за допомогою кондиціонера, який не досягає ефекту енергозбереження та скорочення викидів. Деякі теплові трубки потребують зовнішнього живлення для приводу.
У відповідь на вищезазначені проблеми пропонується мікроканальна система теплових трубок із плоским контуром, заснована на охолодженні центру обробки даних та рекуперації тепла. Ця система має наступні переваги: Плоска теплова труба може бути щільно приєднана до зовнішньої поверхні ІТ-обладнання, що вигідно для посилення ефекту теплопередачі. Випарний кінець і кінець конденсації з’єднані трубою для передачі пари і трубою для подачі рідини, щоб утворити мікроканальну систему теплових трубок із плоским контуром. Конденсуючий кінець може бути розміщений за межами ЦОД, тим самим зменшуючи навантаження на охолодження внутрішнього простору ЦОД; теплота конденсаційного кінця також може бути зменшена.
Як джерело тепла гарячої води для побутових потреб, він відновлює тепло, що виділяється сервером дата-центру, для досягнення цілей енергозбереження та скорочення викидів; вся система використовує силу тяжіння та капілярну силу, створену мікроканальною капілярною структурою для циклу теплопередачі, без будь-яких зовнішніх сил.
Розроблено мікроканальну теплову трубку з плоским шлейфом на основі системи рекуперації відпрацьованого тепла центру обробки даних, яка підходить для електроніки з високою щільністю тепла та потужного високочастотного імпульсного обладнання живлення. Плоска теплова трубка тісно приєднана до ІТ-обладнання. Тепло передається тепловій трубці, а теплова трубка передає тепло до конденсаційного кінця через внутрішнє робоче тіло для відведення тепла. Стійці не потрібно резервувати простір для конвекційного тепловідведення; це ефективно збільшить простір для використання стійки, а кількість ІТ-обладнання в стійці можна відповідним чином збільшити. Збільшити щільність стійки та зменшити витрати на будівництво ЦОД; він також може підвищити ефективність та безпеку роботи обладнання, реалізувати ефективне розсіювання тепла та рекуперацію відхідного тепла та повторне використання обладнання, а також надати підтримку для розвитку енергозберігаючих технологій та технологій скорочення викидів для будівель центрів обробки даних. Він має важливу цінність застосування та значні переваги енергозбереження.
