Aplikácia technológie heatpipe v systéme chladenia dátových centier
S pokrokom vedy a techniky je IT vybavenie v počítačovej miestnosti elektronického informačného systému vysoko integrované a jeho odchýlka v energetickej účinnosti a zvyšujúci sa odvod tepla z počítačovej miestnosti začali priťahovať veľkú pozornosť priemyslu. Podľa štatistík autoritatívnych oddelení spotrebúva špičkový komunikačný priemysel mojej krajiny' elektrickú energiu V roku 2007 dosiahol viac ako 20 miliárd kW·h a informačný priemysel sa stal vysokoenergetickým spotrebný priemysel.
Ako funkčný priestor dátové centrá obsahujú dátové servery, výpočtovú techniku, klimatizačné systémy a elektrické zariadenia, ktoré počas prevádzky spotrebúvajú veľa energie. Najmä klimatizačné systémy tvoria 40 % celkovej spotreby energie dátových centier. Podľa najnovších energetických štatistík je svet v súčasnosti Celková spotreba energie dátového centra predstavuje 3 % celosvetovej spotreby energie. Zníženie spotreby energie chladiaceho systému dátového centra a zmena súčasného režimu vysokej spotreby energie sa preto stali naliehavým problémom pre súčasných prevádzkovateľov dátových centier.
2. Úvod do technológie heatpipe chladiaceho systému dátového centra
2.1 Štruktúra tepelného potrubia
Bežne používané tepelné trubice sa skladajú z troch častí: hlavným telom je uzavretá kovová rúrka (vrátane steny rúrky a koncového uzáveru) a vo vnútri je malé množstvo pracovného média (pracovná tekutina) a kapilárna štruktúra (jadro rúrky). vnútorná dutina; podľa toho, či má kapilárnu štruktúru Tepelnú trubicu možno rozdeliť na tepelnú trubicu s pomocou gravitácie a kapilárnu tepelnú trubicu. Podľa požadovanej pracovnej teploty je možné pre tepelnú trubicu zvoliť rôzne druhy pracovných kvapalín, ako je voda, acetón, metanol alebo chladivo atď.
2.2 Princíp činnosti tepelnej trubice
Keď sa jeden koniec tepelnej trubice zahreje, kvapalina v kapilárnom knôte sa vyparí a vyparí. Para prúdi na druhý koniec pod miernym rozdielom tlaku a uvoľňuje teplo, aby kondenzovalo do kvapaliny. Kvapalina prúdi späť do odparovacej časti pozdĺž porézneho materiálu pôsobením kapilárnej sily. Týmto spôsobom dochádza k cirkulácii tepla. Prejdite z jedného konca na druhý.
V tomto procese prenosu tepla je špecificky zahrnutých nasledujúcich šesť vzájomne súvisiacich procesov: teplo sa prenáša zo zdroja tepla cez stenu tepelnej trubice a knôt naplnený pracovnou tekutinou na rozhranie kvapalina-plyn vo odparovacej časti; kvapalina sa vyparuje Vyparuje sa na rozhraní kvapalina-plyn kondenzačnej sekcie; para v parnej komore prúdi z odparovacej časti do kondenzačnej časti; para kondenzuje na rozhraní kvapalina-plyn v kondenzačnej časti; teplo prechádza cez rozhranie kvapalina-plyn z rozhrania kvapalina-plyn v kondenzačnej časti. Jadro, kvapalina a stena rúrky sa prenášajú do zdroja chladu; v knôte v dôsledku kapilárnej sily (alebo gravitácie) prúdi skondenzovaná pracovná kvapalina späť do odparovacej časti.
Existujúca technológia tepelných trubíc môže pomôcť dátovým centrám ušetriť energiu a znížiť spotrebu a má mnoho výhod, ale stále existujú nasledujúce problémy: kombinácia existujúcich kruhových tepelných trubíc a vonkajšieho povrchu IT zariadení je zložitý problém; teplo uvoľnené kondenzačným koncom heatpipe je stále odvádzané do dát Vo vnútornom priestore centra sa neznížila záťaž chladenia v dátovom centre a stále je potrebné ho chladiť vzduchotechnikou, ktorá nedosahuje efekt úspory energie a zníženia emisií. Niektoré tepelné trubice vyžadujú na pohon externé napájanie.
Ako odpoveď na vyššie uvedené problémy sa navrhuje mikrokanálový systém tepelných trubíc s plochou slučkou založený na chladení dátového centra a rekuperácii odpadového tepla. Tento systém má nasledujúce výhody: Plochá tepelná trubica môže byť tesne pripevnená k vonkajšiemu povrchu IT zariadenia, čo je výhodné na zvýšenie efektu prenosu tepla. Odparovací koniec a kondenzačný koniec sú spojené potrubím na prenos pary a spätným potrubím pre kvapalinu, aby vytvorili mikrokanálový systém tepelnej rúrky s plochou slučkou. Kondenzačný koniec môže byť umiestnený mimo dátového centra, čím sa zníži chladiaca záťaž vnútorného priestoru dátového centra; možno tiež znížiť teplo kondenzačného konca.
Ako zdroj tepla pre teplú vodu pre domácnosť rekuperuje teplo vyžarované serverom dátového centra, aby sa dosiahol účel úspory energie a zníženia emisií; celý systém využíva gravitáciu a kapilárnu silu poskytovanú mikrokanálovou kapilárnou štruktúrou na cyklus prenosu tepla, bez akéhokoľvek vonkajšieho pohonu.
Vyvinutá mikrokanálová tepelná trubica s plochou slučkou založená na systéme spätného získavania odpadového tepla dátového centra, vhodná pre elektroniku s vysokou hustotou tepla a vysokovýkonné vysokofrekvenčné spínané napájacie zariadenia. Plochá tepelná trubica je tesne pripojená k IT zariadeniu. Teplo sa prenáša do tepelnej trubice a tepelná trubica prenáša teplo do kondenzačného konca cez vnútornú pracovnú tekutinu na odvádzanie tepla. Stojan nemusí vyhradiť priestor na odvod tepla konvekciou; efektívne zväčší využiteľný priestor racku a počet IT zariadení v racku je možné primerane zvýšiť. Zvýšte hustotu stojanov a znížte náklady na výstavbu dátového centra; môže tiež zlepšiť prevádzkovú efektivitu a bezpečnosť zariadení, realizovať efektívne odvádzanie tepla a spätné získavanie odpadového tepla a opätovné použitie zariadení a poskytovať podporu pre vývoj technológií na úsporu energie a znižovanie emisií pre budovy dátových centier. Má dôležitú aplikačnú hodnotu a významné výhody úspory energie.
