خبر

اللوحة الخلفية للتبريد التبخيري للتمدد المباشر على مستوى الخزانة في خزانة تبريد مركز البيانات

مع تطبيق الخوادم عالية الكثافة على مستوى الخزانة وتعميمها ، سيؤدي استخدام أنظمة التبريد التقليدية الدقيقة على مستوى الغرفة إلى فقدان سعة التبريد ، مما يؤدي إلى ارتفاع PUE في مراكز البيانات. تقترح هذه الورقة نظام تبريد خلفي للتبريد التبخيري بالتمدد المباشر لمستوى خزانة مركز البيانات لتقليل فقدان قدرة التبريد لنظام تبريد غرفة الكمبيوتر وتحسين كفاءة الطاقة لمركز البيانات. تجري هذه الورقة دراسة تجريبية على صفيحة باردة تبخيرية لنظام تبريد على مستوى الخزانة. درجة حرارة بيئة الاختبار هي 30 درجة مئوية ، وتبديد الحرارة المحاكي هو 5-7 كيلو واط ، ونطاق ضبط سرعة الضاغط هو 3000-5000 لفة / دقيقة. يتم إجراء الاختبار في حالة مستقرة ، ويتم أخذ الجزء المستقر من معلمات أداء النظام لمعالجة البيانات وتحليل نتائج الاختبار. تظهر النتائج أن متوسط درجة حرارة الصفيحة الباردة التبخيرية مستقر عند 18.5 درجة مئوية ، ويتم التحكم في فرق درجة الحرارة في حدود 4 درجات مئوية ، مما يوفر تبريدا مستمرا ومستقرا لخزانة التبريد.

أصبحت قيود فعالية استخدام الطاقة (PUE) لمراكز البيانات المبنية حديثا صارمة بشكل متزايد. في هيكل استهلاك الطاقة لمراكز البيانات ، يمثل استهلاك الطاقة للمعدات المستخدمة لتبريد الخوادم وتبديد الحرارة حوالي 40٪ من إجمالي استهلاك الطاقة ، وهو عامل رئيسي يؤثر على PUE. مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر والمجتمع ، يتزايد طلب المستخدمين على الخوادم عالية الطاقة ، وتتمتع خزانات مركز البيانات بمتطلبات أعلى وأعلى لأنظمة ومعدات التبريد. أدى تطبيق التقنيات الجديدة مثل الحوسبة السحابية والبيانات الضخمة إلى زيادة كثافة الطاقة لخزانة واحدة من أقل من 5 كيلو واط إلى ما لا يقل عن 7 كيلو واط ، أو حتى ما لا يقل عن 10 كيلو واط ، وزاد الطلب على تبديد الحرارة في مراكز البيانات بشكل كبير.

بالمقارنة مع مكيفات الهواء التقليدية الدقيقة ، يتميز نظام التبريد التبخيري على مستوى الخزانة بمزايا عدم وجود مراوح كبيرة ، وانخفاض مستوى الضجيج ، وانخفاض استهلاك الطاقة. إنه أحد الأشكال التقنية المهمة لتحقيق التبريد الفعال في خزانة تبريد مراكز البيانات.

يتم توصيل صمام الملف اللولبي بالمكثف والمبادل الحراري لتحقيق وظيفة الاتصال والفصل للمكثف والمبادل الحراري. يمكن تحقيق التبديل بين وضع عدم الترطيب وإزالة الرطوبة (محتوى البحث في المقالة) ووضع إزالة الرطوبة ووضع الترطيب من خلال التحكم في صمام هواء الغالق والصمام ثلاثي الاتجاهات وصمام الملف اللولبي.

2 تحليل المحاكاة

نظرا لأن سائل العمل يتدفق إلى الصفيحة الباردة التبخيرية في حالة من مرحلتين ، فإن قناة تدفق السربنتين التقليدية لها عيوب تحويل التدفق الصعب ومنطقة نقل الحرارة الصغيرة ، وسيؤدي التوزيع غير المتكافئ لسائل العمل في كل قناة تدفق إلى اختلاف كبير في درجة الحرارة على سطح اللوحة الباردة التبخيرية. بناء على العيوب المذكورة أعلاه ، يقترح تحسين تصميم قناة تدفق اللوحة الباردة التبخيرية.

3 اختبار تجريبية

بناء على الأسباب المذكورة أعلاه ، تم إنتاج لوحة تبريد تبخيرية للتمدد المباشر لقناة تدفق قرص العسل كما هو موضح في الشكل 3. من خلال تحسين المعلمات الهيكلية لقناة تدفق قرص العسل ، يمكن حل مشكلة تحويل سائل العمل على مرحلتين في لوحة التبريد التبخيري ؛ إلى جانب نتائج المحاكاة للمجال الصلب لقناة تدفق قرص العسل ، فإن لوحة التبريد التبخيرية مع هيكل قناة التدفق هذا لديها أداء أفضل لتوحيد درجة الحرارة من الناحية النظرية. يبلغ عرض قناة التدفق للوحة التبريد التبخيري 10 مم ، وارتفاع قناة التدفق الداخلية 3 مم ، والسمك الكلي 5 مم.

في النظام ، تستخدم اللوحة الباردة التبخيرية للتمدد المباشر لوحة تسخين سيليكون كمصدر حرارة محاكي لمحاكاة الحمل. يتم توصيل لوحة تسخين السيليكون بمنظم جهد أحادي الطور. يتم ضبط قوة لوحة التسخين عن طريق ضبط جهد لوحة التسخين لمحاكاة اختبار اللوح البارد التبخيري في ظل ظروف تحميل مختلفة. تستخدم لوحة باردة تبخيرية واحدة أربعة ألواح تسخين من مطاط السيليكون لتحقيق اختبار محاكاة الحمل. كما هو موضح في الشكل 5 ، لكل لوح بارد تبخيري ، يتم ترتيب 8 مزدوجات حرارية من النوع K ، ويتم تضمين المزدوجات الحرارية في لوح الشحوم الحراري المشقوقة. تمتلئ الفجوة بالشحوم الحرارية. بهذه الطريقة ، يتم قياس درجة حرارة السطح العلوي للوحة الباردة التبخيرية لفحص توحيد درجة حرارتها.

4 النتائج والتحليل

الشكل 6 عبارة عن منحنى يوضح توزيع درجة حرارة سطح اللوحة الباردة التبخيرية بمرور الوقت في ظل ظروف محاكاة طاقة مصدر حرارة تبلغ 5 كيلو واط وسرعة ضاغط تبلغ 4500 لفة / دقيقة. متوسط درجة حرارة الصفيحة الباردة التبخيرية هو 18.5 درجة مئوية ؛ أعلى درجة حرارة بين 8 نقاط قياس درجة الحرارة هي 19.9 درجة مئوية ، وأدنى درجة حرارة 17.2 درجة مئوية. يتم التحكم في فرق درجة الحرارة داخل الصفيحة الباردة التبخيرية في حدود 4 درجات مئوية. تبدأ درجة حرارة الصفيحة الباردة التبخيرية في الانخفاض من المدخل T1. بسبب انخفاض الضغط الكبير للوحة الباردة التبخيرية ، تنخفض درجة حرارة اللوحة إلى نقطة قياس T6 ، ثم ترتفع إلى المخرج T8. بدءا من نقطة القياس T6 ، بسبب الزيادة في جفاف سائل العمل ، ينخفض معامل التبادل الحراري بين سائل العمل واللوحة الباردة التبخيرية ، وينخفض التبادل الحراري الحراري ، وتزداد درجة الحرارة تدريجيا.

في ظل نفس طاقة مصدر الحرارة المحاكي ، مع زيادة سرعة الضاغط ، يظهر الحد الأقصى لاختلاف درجة الحرارة في لوحة التبريد التبخيرية اتجاها هبوطيا ، ويظهر متوسط درجة الحرارة أيضا اتجاها هبوطيا. مع زيادة سرعة الضاغط ، ينخفض ضغط التبخر في النظام ، وتنخفض درجة حرارة التبادل الحراري المقابلة في لوحة التبريد التبخيرية ، مما يجعل درجة حرارة كل نقطة قياس تنخفض أيضا ، ويظهر فرق درجة الحرارة الأقصى أيضا اتجاها هبوطيا. لذلك ، من أجل ضمان توحيد أفضل لدرجة حرارة اللوحة الباردة التبخيرية ، يمكن زيادة سرعة الضاغط بشكل مناسب.