Toepassing van heatpipe-technologie in koelsysteem voor datacenters
Met de vooruitgang van wetenschap en technologie is de IT-apparatuur in de computerruimte van het elektronische informatiesysteem sterk geïntegreerd, en de afwijking van de energie-efficiëntie en de toenemende warmteafvoer van de computerruimte beginnen sterke aandacht van de industrie te krijgen. Volgens de statistieken van gezaghebbende afdelingen verbruikt de high-end server-geconcentreerde communicatie-industrie van mijn land' elektriciteit. consumptie-industrie.
Als functionele ruimte bevatten datacenters dataservers, computerapparatuur, airconditioningsystemen en elektrische apparatuur die tijdens het gebruik veel energie verbruiken. Met name airconditioningsystemen zijn goed voor 40% van het totale energieverbruik van datacenters. Volgens de laatste energiestatistieken is de wereld momenteel Het totale stroomverbruik van het datacenter is goed voor 3% van het wereldwijde stroomverbruik. Daarom is het verminderen van het energieverbruik van het koelsysteem van het datacenter en het veranderen van de huidige modus voor hoog energieverbruik een urgent probleem geworden voor de huidige datacenterbeheerders.
2. Inleiding tot de heat pipe-technologie van het koelsysteem van het datacenter
2.1 Heatpipe-structuur
Veelgebruikte heatpipes zijn samengesteld uit drie delen: het hoofdlichaam is een gesloten metalen buis (inclusief de buiswand en eindkap), en er is een kleine hoeveelheid werkmedium (werkvloeistof) en capillaire structuur (buiskern) in de interne holte; al naar gelang het een capillaire structuur heeft De warmtepijp kan worden onderverdeeld in een door zwaartekracht ondersteunde warmtepijp en een capillaire warmtepijp. Afhankelijk van de vereiste werktemperatuur kunnen verschillende soorten werkvloeistoffen worden geselecteerd voor de heatpipe, zoals water, aceton, methanol of koelmiddel, enz.
2.2 Werkingsprincipe van heatpipe
Wanneer het ene uiteinde van de warmtepijp wordt verwarmd, verdampt en verdampt de vloeistof in de capillaire pit. De stoom stroomt onder een klein drukverschil naar het andere uiteinde en geeft warmte af om te condenseren tot een vloeistof. Door de werking van capillaire kracht stroomt de vloeistof langs het poreuze materiaal terug naar het verdampingsgedeelte. Op deze manier wordt de warmte gecirculeerd. Ga van het ene uiteinde naar het andere.
In dit warmteoverdrachtsproces zijn de volgende zes onderling samenhangende processen specifiek opgenomen: warmte wordt overgedragen van de warmtebron via de warmtepijpwand en de pit gevuld met werkvloeistof naar het vloeistof-gasinterface in de verdampingssectie; de vloeistof verdampt Verdampt bij het vloeistof-gas grensvlak van de condensatiesectie; de stoom in de stoomkamer stroomt van het verdampingsgedeelte naar het condensatiegedeelte; de stoom condenseert op het grensvlak vloeibaar-gas in het condensatiegedeelte; warmte gaat door het vloeistof-gas-grensvlak van het vloeistof-gas-grensvlak in de condensatiesectie. De kern, vloeistof en buiswand worden overgebracht naar de koude bron; in de pit stroomt de gecondenseerde werkvloeistof door capillaire kracht (of zwaartekracht) terug naar het verdampingsgedeelte.
Bestaande heatpipe-technologie kan datacenters helpen om energie te besparen en het verbruik te verminderen, en heeft veel voordelen, maar er zijn nog steeds de volgende problemen: de combinatie van bestaande ronde heatpipes en het buitenoppervlak van IT-apparatuur is een moeilijk probleem; de warmte die vrijkomt door het condensatie-uiteinde van de warmtepijp wordt nog steeds afgevoerd naar de data. In de interne ruimte van het centrum is de koelbelasting in het datacentrum niet verminderd en moet het nog steeds worden gekoeld door airconditioning, wat bereikt niet het effect van energiebesparing en emissiereductie. Sommige heatpipes hebben externe voeding nodig om aan te drijven.
Als antwoord op de bovenstaande problemen wordt een microkanaals flat-loop heatpipe-systeem voorgesteld op basis van datacenterkoeling en afvalwarmteterugwinning. Dit systeem heeft de volgende voordelen: De platte warmtepijp kan nauw worden bevestigd aan het buitenoppervlak van de IT-apparatuur, wat gunstig is voor het versterken van het warmteoverdrachtseffect. Het verdampende uiteinde en het condensatie-uiteinde zijn verbonden door een stoomoverdrachtsleiding en een vloeistofretourleiding om een microkanaals warmteleidingsysteem met platte lus te vormen. Het condensatie-uiteinde kan buiten het datacenter worden geplaatst, waardoor de koelbelasting van de interne ruimte van het datacenter wordt verminderd; de warmte van het condensatie-uiteinde kan ook worden verminderd.
Als warmtebron van warm water voor huishoudelijk gebruik, recupereert het de warmte die wordt uitgestraald door de datacenterserver om het doel van energiebesparing en emissiereductie te bereiken; het hele systeem maakt gebruik van de zwaartekracht en de capillaire kracht die wordt geleverd door de microkanaal-capillaire structuur voor de warmteoverdrachtscyclus, zonder enige externe kracht.
Ontwikkelde een micro-channel flat loop heat pipe op basis van het datacenter afvalwarmteterugwinningssysteem, geschikt voor elektronica met hoge warmtedichtheid en high-power hoogfrequent schakelende voedingsapparatuur. De platte heatpipe is nauw verbonden met de IT-apparatuur. De warmte wordt overgebracht naar de warmtepijp en de warmtepijp brengt de warmte over naar het condensatie-uiteinde via de interne werkvloeistof voor warmteafvoer. Het rack hoeft geen convectiewarmteafvoerruimte te reserveren; het zal de gebruiksruimte van het rack effectief vergroten en het aantal IT-apparatuur in het rack kan op passende wijze worden vergroot. Verhoog de rackdichtheid en verlaag de bouwkosten van datacenters; het kan ook de bedrijfsefficiëntie en veiligheid van apparatuur verbeteren, efficiënte warmteafvoer en warmteterugwinning en hergebruik van apparatuur realiseren, en ondersteuning bieden voor de ontwikkeling van energiebesparende en emissiebeperkende technologieën voor datacentergebouwen. Het heeft een belangrijke toepassingswaarde en aanzienlijke energiebesparende voordelen.
