Lämpöputkitekniikan soveltaminen konesalin jäähdytysjärjestelmiin

Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä sähköisen tietojärjestelmän tietokonehuoneen IT-laitteet ovat pitkälle integroituneita, ja niiden energiatehokkuuspoikkeama ja tietokonehuoneen lisääntyvä lämmönpoisto ovat alkaneet saada alan vahvaa huomiota. Virallisten osastojen tilastojen mukaan maani':n huippuluokan palvelinkeskeinen viestintäteollisuus kuluttaa sähköä Vuonna 2007 se on saavuttanut yli 20 miljardia kW·h, ja tietoteollisuudesta on tullut energiatehokas. kulutusteollisuus.

Toimivana tilana konesalit sisältävät datapalvelimia, laskentalaitteita, ilmastointijärjestelmiä ja sähkölaitteita, jotka kuluttavat käytön aikana paljon energiaa. Erityisesti ilmastointijärjestelmien osuus konesalien energian kokonaiskulutuksesta on 40 %. Viimeisimpien energiatilastojen mukaan maailma on tällä hetkellä Palvelinkeskuksen kokonaisvirrankulutus on ollut 3 % globaalista sähkönkulutuksesta. Siksi konesalin jäähdytysjärjestelmän energiankulutuksen vähentäminen ja nykyisen korkean energiankulutuksen tilan vaihtaminen on muodostunut nykyisten konesalioperaattoreiden kiireelliseksi ongelmaksi.

2. Johdatus datakeskuksen jäähdytysjärjestelmän lämpöputkitekniikkaan

2.1 Lämpöputken rakenne

Yleisesti käytetyt lämpöputket koostuvat kolmesta osasta: päärunko on suljettu metalliputki (mukaan lukien putken seinämä ja päätykappale), ja siinä on pieni määrä työväliainetta (työnestettä) ja kapillaarirakennetta (putken ydin) sisäinen ontelo; sen mukaan, onko siinä kapillaarirakenne Lämpöputki voidaan jakaa painovoimaavusteiseen lämpöputkeen ja kapillaarilämpöputkeen. Vaaditun työlämpötilan mukaan lämpöputkeen voidaan valita erilaisia ​​käyttönesteitä, kuten vesi, asetoni, metanoli tai kylmäaine jne.

2.2 Lämpöputken toimintaperiaate

Kun lämpöputken toista päätä lämmitetään, kapillaarisydämen neste haihtuu ja höyrystyy. Höyry virtaa toiseen päähän pienen paine-eron alaisena ja vapauttaa lämpöä kondensoituakseen nesteeksi. Neste virtaa takaisin haihdutusosaan huokoista materiaalia pitkin kapillaarivoiman vaikutuksesta. Tällä tavalla lämpöä kierrätetään. Kulje päästä toiseen.

Tässä lämmönsiirtoprosessissa seuraavat kuusi toisiinsa liittyvää prosessia sisältyvät erityisesti: lämpöä siirretään lämmönlähteestä lämpöputken seinämän ja käyttönesteellä täytetyn sydämen kautta neste-kaasu-rajapintaan haihdutusosassa; neste haihtuu. Haihtuu lauhdutusosan neste-kaasu rajapinnasta; höyrykammiossa oleva höyry virtaa haihdutusosastosta lauhdutusosastoon; höyry kondensoituu lauhdutusosan neste-kaasu-rajapinnalle; lämpö kulkee neste-kaasu-rajapinnan läpi lauhdutusosan neste-kaasu-rajapinnasta. Ydin, neste ja putken seinämä välittyvät kylmälähteeseen; sydämessä kapillaarivoiman (tai painovoiman) vaikutuksesta kondensoitunut työneste virtaa takaisin haihdutusosaan.

Nykyinen lämpöputkitekniikka voi auttaa palvelinkeskuksia säästämään energiaa ja vähentämään kulutusta, ja sillä on monia etuja, mutta silti seuraavat ongelmat ovat olemassa: olemassa olevien pyöreiden lämpöputkien ja IT-laitteiden ulkopinnan yhdistäminen on vaikea ongelma; lämpöputken lauhdepäästä vapautuva lämpö purkauutuu edelleen dataan Keskuksen sisätilassa konesalin jäähdytyskuorma ei ole vähentynyt, vaan sitä on edelleen jäähdytettävä ilmastoinnilla, mikä ei saavuta energiansäästöä ja päästöjä vähentävää vaikutusta. Jotkut lämpöputket vaativat ulkoista virtaa käyttääkseen.

Vastauksena yllä oleviin ongelmiin ehdotetaan mikrokanavaista litteän silmukan lämpöputkijärjestelmää, joka perustuu datakeskuksen jäähdytykseen ja hukkalämmön talteenottoon. Tällä järjestelmällä on seuraavat edut: Tasainen lämpöputki voidaan kiinnittää tiiviisti IT-laitteiden ulkopintaan, mikä parantaa lämmönsiirtovaikutusta. Haihdutuspää ja lauhdutuspää on yhdistetty höyrynsiirtoputkella ja nesteen paluuputkella muodostaen mikrokanavaisen tasasilmukaisen lämpöputkijärjestelmän. Lauhdutuspää voidaan sijoittaa konesalin ulkopuolelle, mikä vähentää konesalin sisäisen tilan jäähdytyskuormaa; kondensoivan pään lämpöä voidaan myös vähentää.

Lämpimän käyttöveden lämmönlähteenä se ottaa talteen konesalipalvelimen lähettämän lämmön saavuttaakseen energiansäästön ja päästöjen vähentämisen; koko järjestelmä käyttää painovoimaa ja mikrokanavaisen kapillaarirakenteen tuottamaa kapillaarivoimaa lämmönsiirtosykliin ilman ulkoista voimaa.

Kehitetty mikrokanavainen litteä silmukkalämpöputki, joka perustuu datakeskuksen hukkalämmön talteenottojärjestelmään, soveltuu korkean lämpötiheyden elektroniikkaan ja suuritehoisiin korkeataajuisiin kytkentävirtalähteisiin. Tasainen lämpöputki on kiinnitetty tiiviisti IT-laitteisiin. Lämpö siirtyy lämpöputkeen, ja lämpöputki siirtää lämmön lauhdutuspäähän sisäisen työnesteen kautta lämmön haihduttamiseksi. Telineen ei tarvitse varata konvektiolämmönpoistotilaa; se lisää tehokkaasti telineen käyttötilaa ja räkin IT-laitteiden määrää voidaan lisätä sopivasti. Lisää telineen tiheyttä ja pienennä datakeskusten rakennuskustannuksia; Se voi myös parantaa laitteiden käyttötehokkuutta ja turvallisuutta, toteuttaa tehokkaan lämmönpoiston ja hukkalämmön talteenoton ja laitteiden uudelleenkäytön sekä tukea energiaa säästävien ja päästöjä vähentävien teknologioiden kehittämistä konesaleihin. Sillä on tärkeä käyttöarvo ja merkittäviä energiansäästöetuja.