Anwendung der Heatpipe-Technologie im Kühlsystem des Rechenzentrums
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik ist die IT-Ausstattung im Computerraum des elektronischen Informationssystems hochgradig integriert, und ihre Energieeffizienzabweichung und die zunehmende Wärmeableitung des Computerraums haben begonnen, starke Aufmerksamkeit von der Industrie zu erhalten. Laut den Statistiken der maßgeblichen Abteilungen verbraucht die High-End-Server-konzentrierte Kommunikationsindustrie meines Landes&Strom. Im Jahr 2007 hat sie mehr als 20 Milliarden kWh erreicht, und die Informationsindustrie hat sich zu einem Hochenergieunternehmen entwickelt Konsumindustrie.
Als Funktionsraum enthalten Rechenzentren Datenserver, Rechenanlagen, Klimaanlagen und elektrische Geräte, die im Betrieb viel Energie verbrauchen. Vor allem Klimaanlagen machen 40 % des gesamten Energieverbrauchs von Rechenzentren aus. Laut aktueller Energiestatistik ist die Welt derzeit Der Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums macht 3% des weltweiten Stromverbrauchs aus. Daher ist das Verringern des Energieverbrauchs des Rechenzentrumskühlsystems und das Ändern des gegenwärtigen Modus mit hohem Energieverbrauch zu einem dringenden Problem für gegenwärtige Rechenzentrumsbetreiber geworden.
2.Einführung in die Heatpipe-Technologie des Kühlsystems des Rechenzentrums
2.1 Heatpipe-Struktur
Üblicherweise verwendete Heatpipes bestehen aus drei Teilen: Der Hauptkörper ist ein geschlossenes Metallrohr (einschließlich Rohrwand und Endkappe) und es befindet sich eine kleine Menge Arbeitsmedium (Arbeitsflüssigkeit) und Kapillarstruktur (Rohrkern) in der innerer Hohlraum; je nachdem, ob es eine kapillare Struktur hat Das Wärmerohr kann in ein schwerkraftunterstütztes Wärmerohr und ein kapillares Wärmerohr unterteilt werden. Je nach gewünschter Arbeitstemperatur können verschiedene Arten von Arbeitsflüssigkeiten für die Heatpipe gewählt werden, wie z.B. Wasser, Aceton, Methanol oder Kältemittel etc.
2.2 Funktionsprinzip der Heatpipe
Wenn ein Ende des Wärmerohrs erhitzt wird, verdampft die Flüssigkeit im Kapillardocht und verdampft. Der Dampf strömt unter einem geringen Druckunterschied zum anderen Ende und gibt Wärme ab, um zu einer Flüssigkeit zu kondensieren. Die Flüssigkeit strömt durch Kapillarkraft entlang des porösen Materials zum Verdampfungsabschnitt zurück. Auf diese Weise wird die Wärme umgewälzt. Gehen Sie von einem Ende zum anderen.
In diesem Wärmeübertragungsprozess sind insbesondere die folgenden sechs zusammenhängenden Prozesse enthalten: Wärme wird von der Wärmequelle durch die Wärmerohrwand und den mit Arbeitsflüssigkeit gefüllten Docht auf die Flüssig-Gas-Grenzfläche im Verdampfungsabschnitt übertragen; die Flüssigkeit verdampft verdampft an der Flüssig-Gas-Grenzfläche des Kondensationsabschnitts; der Dampf in der Dampfkammer strömt vom Verdampfungsabschnitt zum Kondensationsabschnitt; der Dampf kondensiert an der Flüssig-Gas-Grenzfläche im Kondensationsabschnitt; Wärme strömt durch die Flüssig-Gas-Grenzfläche von der Flüssig-Gas-Grenzfläche in den Kondensationsabschnitt. Der Kern, die Flüssigkeit und die Rohrwand werden zur Kältequelle übertragen; im Docht fließt die kondensierte Arbeitsflüssigkeit aufgrund der Kapillarkraft (oder Schwerkraft) zurück zum Verdampfungsabschnitt.
Die vorhandene Heatpipe-Technologie kann Rechenzentren helfen, Energie zu sparen und den Verbrauch zu senken, und hat viele Vorteile, aber es gibt noch die folgenden Probleme: Die Kombination bestehender runder Heatpipes und der Außenfläche von IT-Geräten ist ein schwieriges Problem; die vom Kondensationsende der Heatpipe freigesetzte Wärme wird weiterhin an die Daten abgegeben Im Innenraum des Zentrums wurde die Kühllast im Rechenzentrum nicht reduziert und es muss noch durch eine Klimaanlage gekühlt werden, was erzielt nicht den Effekt der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. Einige Heatpipes benötigen zum Antrieb externe Energie.
Als Reaktion auf die obigen Probleme wird ein Mikrokanal-Flachschleifen-Wärmerohrsystem basierend auf Rechenzentrumskühlung und Abwärmerückgewinnung vorgeschlagen. Dieses System bietet folgende Vorteile: Die flache Heatpipe kann eng an der Außenfläche des IT-Equipments angebracht werden, was den Wärmeübertragungseffekt verbessert. Das Verdampfungsende und das Kondensationsende sind durch ein Dampfübertragungsrohr und ein Flüssigkeitsrücklaufrohr verbunden, um ein Mikrokanal-Flachschleifen-Wärmerohrsystem zu bilden. Das kondensierende Ende kann außerhalb des Rechenzentrums platziert werden, wodurch die Kühllast des Innenraums des Rechenzentrums reduziert wird; auch die Wärme des kondensierenden Endes kann reduziert werden.
Als Wärmequelle für Warmwasser gewinnt er die vom Server des Rechenzentrums abgegebene Wärme zurück, um den Zweck der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu erreichen; Das gesamte System nutzt die Schwerkraft und die Kapillarkraft, die von der Mikrokanal-Kapillarstruktur für den Wärmeübertragungszyklus bereitgestellt wird, ohne dass externe Kraftantriebe erforderlich sind.
Entwicklung eines Mikrokanal-Flachschleifen-Heatpipes basierend auf dem Abwärmerückgewinnungssystem des Rechenzentrums, das sich für Elektronik mit hoher Wärmedichte und Hochleistungs-Hochfrequenz-Schaltnetzteile eignet. Die flache Heatpipe ist eng mit der IT-Ausstattung verbunden. Die Wärme wird auf das Wärmerohr übertragen, und das Wärmerohr überträgt die Wärme durch das interne Arbeitsfluid zur Wärmeableitung zum kondensierenden Ende. Das Rack muss keinen Konvektionswärmeableitungsraum reservieren; Dadurch wird die Nutzungsfläche des Racks effektiv erhöht, und die Anzahl der IT-Geräte im Rack kann entsprechend erhöht werden. Erhöhen Sie die Rackdichte und reduzieren Sie die Baukosten für Rechenzentren; Es kann auch die Betriebseffizienz und -sicherheit von Geräten verbessern, eine effiziente Wärmeableitung und Abwärmerückgewinnung und Wiederverwendung von Geräten realisieren und die Entwicklung von energiesparenden und emissionsreduzierenden Technologien für Rechenzentrumsgebäude unterstützen. Es hat einen wichtigen Anwendungswert und erhebliche Energieeinsparungsvorteile.
