Primena tehnologije toplotnih cevi u sistemu hlađenja data centra
Sa napretkom nauke i tehnologije, IT oprema u računarskoj sali elektronskog informacionog sistema je visoko integrisana, a njeno odstupanje u pogledu energetske efikasnosti i sve veće rasipanje toplote računarske sobe su počeli da dobijaju veliku pažnju industrije. Prema statistici mjerodavnih odjela, u mojoj zemlji' high-end komunikacijska industrija koncentrirana na servere troši električnu energiju. Godine 2007. dostigla je više od 20 milijardi kW·h, a informatička industrija je postala visokoenergetska industrija potrošnje.
Data centri kao funkcionalni prostor sadrže servere podataka, računarsku opremu, sisteme za klimatizaciju i električnu opremu koja tokom rada troši mnogo energije. Sistemi klimatizacije posebno čine 40% ukupne potrošnje energije data centara. Prema najnovijim energetskim statistikama, u svijetu je trenutno Ukupna potrošnja energije data centra čini 3% globalne potrošnje energije. Stoga je smanjenje potrošnje energije sistema za hlađenje data centra i promena trenutnog režima velike potrošnje energije postao hitan problem za trenutne operatere data centara.
2.Uvod u tehnologiju toplotnih cevi sistema za hlađenje data centra
2.1 Struktura toplotnih cijevi
Obično korištene toplotne cijevi se sastoje od tri dijela: glavno tijelo je zatvorena metalna cijev (uključujući zid cijevi i krajnji poklopac), a postoji mala količina radnog medija (radnog fluida) i kapilarne strukture (jezgra cijevi) u unutrašnja šupljina; prema tome da li ima kapilarnu strukturu Toplotna cijev se može podijeliti na toplotnu cijev uz pomoć gravitacije i kapilarnu toplinsku cijev. U skladu sa potrebnom radnom temperaturom, mogu se odabrati različite vrste radnih fluida za toplotnu cijev, kao što su voda, aceton, metanol ili rashladno sredstvo, itd.
2.2 Princip rada toplotne cijevi
Kada se jedan kraj toplotne cijevi zagrije, tekućina u kapilarnom fitilju isparava i isparava. Para teče na drugi kraj pod malom razlikom pritiska i oslobađa toplotu da bi se kondenzovala u tečnost. Pod djelovanjem kapilarne sile tekućina teče natrag u dio za isparavanje duž poroznog materijala. Na ovaj način, toplota cirkuliše. Prijeđite s jednog kraja na drugi.
U ovaj proces prenosa toplote posebno je uključeno sledećih šest međusobno povezanih procesa: toplota se prenosi od izvora toplote kroz zid toplotne cevi i fitilj ispunjen radnim fluidom do interfejsa tečnost-gas u delu za isparavanje; tečnost isparava Isparava na granici tečnost-gas kondenzacione sekcije; para u parnoj komori teče iz odjeljka za isparavanje u odjeljak za kondenzaciju; para se kondenzuje na interfejsu tečnost-gas u kondenzacionom delu; toplota prolazi kroz interfejs tečnost-gas sa interfejsa tečnost-gas u kondenzacionoj sekciji. Jezgro, tečnost i zid cijevi se prenose na izvor hladnoće; u fitilju, usled kapilarne sile (ili gravitacije), kondenzovana radna tečnost teče nazad u deo za isparavanje.
Postojeća tehnologija toplotnih cijevi može pomoći podatkovnim centrima da uštede energiju i smanje potrošnju, i ima mnoge prednosti, ali i dalje postoje sljedeći problemi: kombinacija postojećih okruglih toplotnih cijevi i vanjske površine IT opreme je težak problem; toplina koju oslobađa kondenzacijski kraj toplinske cijevi i dalje se ispušta u podatke. U unutrašnjem prostoru centra nije smanjeno rashladno opterećenje u podatkovnom centru, te ga i dalje treba hladiti klima uređajem, koji ne postiže efekat uštede energije i smanjenja emisije. Neke toplotne cijevi zahtijevaju vanjsko napajanje za pogon.
Kao odgovor na gore navedene probleme, predlaže se mikrokanalni sistem toplotnih cijevi s ravnom petljom baziran na hlađenju podatkovnog centra i povratu otpadne topline. Ovaj sistem ima sljedeće prednosti: Ravna toplotna cijev može biti usko pričvršćena za vanjsku površinu IT opreme, što je korisno za poboljšanje efekta prijenosa topline. Kraj za isparavanje i kraj za kondenzaciju su povezani cijevi za prijenos pare i povratnom cijevi tečnosti kako bi se formirao mikrokanalni sistem toplotnih cijevi s ravnom petljom. Kondenzacioni kraj se može postaviti izvan data centra, čime se smanjuje rashladno opterećenje unutrašnjeg prostora data centra; toplina kondenzacijskog kraja također se može smanjiti.
Kao izvor toplote tople vode za domaćinstvo, on obnavlja toplotu koju emituje server data centra da bi postigao svrhu uštede energije i smanjenja emisije; cijeli sistem koristi gravitaciju i kapilarnu silu koju daje mikrokanalna kapilarna struktura za ciklus prijenosa topline, bez ikakvog pokretanja vanjskih sila.
Razvio je mikrokanalnu ravnu petlju toplotnu cijev baziranu na sistemu povrata otpadne topline data centra, pogodnu za elektroniku velike gustine topline i opremu za prebacivanje visoke frekvencije velike snage. Ravna toplotna cev je usko povezana sa IT opremom. Toplota se prenosi na toplotnu cev, a toplotna cev prenosi toplotu na kondenzacioni kraj kroz unutrašnji radni fluid radi odvođenja toplote. Stalak ne mora da rezerviše prostor za rasipanje toplote konvekcijom; efektivno će povećati upotrebni prostor reka, a broj IT opreme u stalku može se na odgovarajući način povećati. Povećajte gustinu rackova i smanjite troškove izgradnje data centra; takođe može poboljšati radnu efikasnost i sigurnost opreme, ostvariti efikasno odvođenje toplote i povrat otpadne toplote i ponovnu upotrebu opreme, i pružiti podršku razvoju tehnologija za uštedu energije i smanjenje emisija za zgrade centara podataka. Ima važnu primjenu i značajne prednosti uštede energije.
