Primjena tehnologije toplinskih cijevi u sustavu hlađenja podatkovnog centra
S napretkom znanosti i tehnologije, informatička oprema u računalnoj sobi elektroničkog informacijskog sustava je visoko integrirana, a njezino odstupanje energetske učinkovitosti i sve veće rasipanje topline računalne sobe počeli su dobivati snažnu pozornost industrije. Prema statistikama mjerodavnih odjela, komunikacijska industrija visoke klase&moje zemlje&troši električnu energiju 2007. godine dosegnula je više od 20 milijardi kW·h, a informacijska industrija postala je visokoenergetska industrija potrošnje.
Podatkovni centri kao funkcionalni prostor sadrže poslužitelje podataka, računsku opremu, klimatizacijske sustave i električnu opremu koja tijekom rada troši mnogo energije. Konkretno, sustavi klimatizacije čine 40% ukupne potrošnje energije podatkovnih centara. Prema najnovijim energetskim statistikama, u svijetu je trenutno Ukupna potrošnja energije podatkovnog centra činila je 3% globalne potrošnje energije. Stoga je smanjenje potrošnje energije sustava hlađenja podatkovnog centra i promjena trenutnog načina visoke potrošnje energije postao hitan problem za trenutne operatere podatkovnih centara.
2. Uvod u tehnologiju toplinskih cijevi sustava hlađenja podatkovnog centra
2.1 Struktura toplinske cijevi
Obično korištene toplinske cijevi sastoje se od tri dijela: glavno tijelo je zatvorena metalna cijev (uključujući zid cijevi i završni poklopac), a postoji mala količina radnog medija (radna tekućina) i kapilarna struktura (jezgra cijevi) u unutarnja šupljina; prema tome ima li kapilarnu strukturu Toplinska cijev se može podijeliti na toplinsku cijev uz pomoć gravitacije i kapilarnu toplinsku cijev. Prema potrebnoj radnoj temperaturi, za toplinsku cijev se mogu odabrati različite vrste radnih fluida, kao što su voda, aceton, metanol ili rashladno sredstvo itd.
2.2 Princip rada toplinske cijevi
Kada se jedan kraj toplinske cijevi zagrije, tekućina u kapilarnom fitilju isparava i isparava. Para teče na drugi kraj pod malom razlikom tlaka i oslobađa toplinu da bi se kondenzirala u tekućinu. Tekućina teče natrag u dio za isparavanje duž poroznog materijala djelovanjem kapilarne sile. Na taj način kruži toplina. Prijeđite s jednog kraja na drugi.
U ovaj proces prijenosa topline posebno je uključeno sljedećih šest međusobno povezanih procesa: toplina se prenosi od izvora topline kroz stijenku toplinske cijevi i fitilj ispunjen radnim fluidom do sučelja tekućina-plin u dijelu za isparavanje; tekućina isparava Isparava na granici tekućina-plin kondenzacijske sekcije; para u parnoj komori teče iz odjeljka za isparavanje u odjeljak za kondenzaciju; para se kondenzira na sučelju tekućina-plin u kondenzacijskom dijelu; toplina prolazi kroz sučelje tekućina-plin od sučelja tekućina-plin u kondenzacijskom dijelu. Jezgra, tekućina i stijenka cijevi se prenose na izvor hladnoće; u fitilju, zbog kapilarne sile (ili gravitacije), kondenzirana radna tekućina teče natrag u odjeljak za isparavanje.
Postojeća tehnologija toplinskih cijevi može pomoći podatkovnim centrima u uštedi energije i smanjenju potrošnje, te ima brojne prednosti, ali još uvijek postoje sljedeći problemi: kombinacija postojećih okruglih toplinskih cijevi i vanjske površine IT opreme težak je problem; toplina koju oslobađa kondenzacijski kraj toplinske cijevi i dalje se ispušta u podatke U unutarnjem prostoru centra nije smanjeno rashladno opterećenje u podatkovnom centru, te ga još uvijek treba hladiti klima uređajem, što ne postiže učinak uštede energije i smanjenja emisije. Neke toplinske cijevi zahtijevaju vanjsko napajanje za pogon.
Kao odgovor na gore navedene probleme, predlaže se mikrokanalni sustav toplinskih cijevi s ravnom petljom koji se temelji na hlađenju podatkovnog centra i povratu otpadne topline. Ovaj sustav ima sljedeće prednosti: Ravna toplinska cijev može se usko pričvrstiti na vanjsku površinu IT opreme, što je korisno za poboljšanje učinka prijenosa topline. Kraj za isparavanje i kraj za kondenzaciju povezani su cijevi za prijenos pare i povratnom cijevi tekućine kako bi tvorili mikrokanalni sustav toplinskih cijevi s ravnom petljom. Kondenzacijski kraj može se postaviti izvan podatkovnog centra, čime se smanjuje rashladno opterećenje unutarnjeg prostora podatkovnog centra; toplina kondenzacijskog kraja također se može smanjiti.
Kao izvor topline tople vode za kućanstvo, obnavlja toplinu koju emitira poslužitelj podatkovnog centra kako bi postigao svrhu uštede energije i smanjenja emisija; cijeli sustav koristi gravitaciju i kapilarnu silu koju osigurava mikrokanalna kapilarna struktura za ciklus prijenosa topline, bez ikakve vanjske sile.
Razvio je mikrokanalnu ravnu petlju toplinsku cijev temeljenu na sustavu povrata otpadne topline podatkovnog centra, prikladnu za elektroniku velike gustoće topline i opremu za prebacivanje visoke frekvencije velike snage. Ravna toplinska cijev usko je povezana s IT opremom. Toplina se prenosi na toplinsku cijev, a toplinska cijev prenosi toplinu na kondenzacijski kraj kroz unutarnji radni fluid radi odvođenja topline. Stalak ne mora rezervirati prostor za konvekcijsku disipaciju topline; učinkovito će povećati upotrebni prostor stalka, a broj IT opreme u stalku može se na odgovarajući način povećati. Povećajte gustoću stalka i smanjite troškove izgradnje podatkovnog centra; također može poboljšati radnu učinkovitost i sigurnost opreme, ostvariti učinkovito odvođenje topline i povrat otpadne topline i ponovnu upotrebu opreme, te pružiti podršku razvoju tehnologija za uštedu energije i smanjenje emisija za zgrade podatkovnih centara. Ima važnu vrijednost primjene i značajne prednosti uštede energije.
