ข่าว

แบ็คเพลนระบายความร้อนแบบระเหยแบบขยายตัวโดยตรงที่ระดับตู้ในตู้ทําความเย็นศูนย์ข้อมูล

ด้วยการประยุกต์ใช้และความนิยมของเซิร์ฟเวอร์ระดับตู้ความหนาแน่นสูงการใช้ระบบทําความเย็นเครื่องปรับอากาศที่มีความแม่นยําระดับห้องแบบดั้งเดิมจะทําให้สูญเสียความสามารถในการทําความเย็นส่งผลให้ PUE สูงในศูนย์ข้อมูล บทความนี้เสนอระบบทําความเย็นแบ็คเพลนระบายความร้อนแบบระเหยแบบขยายตัวโดยตรงสําหรับระดับตู้ศูนย์ข้อมูลเพื่อลดการสูญเสียความสามารถในการทําความเย็นของระบบทําความเย็นในห้องคอมพิวเตอร์และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล บทความนี้ทําการศึกษาทดลองเกี่ยวกับแผ่นเย็นระเหยของระบบทําความเย็นระดับตู้ อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทดสอบคือ 30 °C การกระจายความร้อนจําลองคือ 5-7kW และช่วงการปรับความเร็วคอมเพรสเซอร์คือ 3000-5000r / นาที การทดสอบจะดําเนินการภายใต้สภาวะคงที่ และส่วนที่เสถียรของพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของระบบจะถูกนํามาใช้สําหรับการประมวลผลข้อมูลและการวิเคราะห์ผลการทดสอบ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของแผ่นทําความเย็นแบบระเหยมีเสถียรภาพที่ 18.5°C และความแตกต่างของอุณหภูมิถูกควบคุมภายใน 4°C ซึ่งสามารถให้ความเย็นอย่างต่อเนื่องและเสถียรแก่ตู้ทําความเย็น

ข้อจํากัดด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) สําหรับศูนย์ข้อมูลที่สร้างขึ้นใหม่มีความเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ในโครงสร้างการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูล การใช้พลังงานของอุปกรณ์ที่ใช้ในการทําให้เซิร์ฟเวอร์เย็นลงและกระจายความร้อนคิดเป็นประมาณ 40% ของการใช้พลังงานทั้งหมด ซึ่งเป็นปัจจัยสําคัญที่ส่งผลต่อ PUE ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และสังคมความต้องการของผู้ใช้สําหรับเซิร์ฟเวอร์กําลังสูงก็เพิ่มขึ้นและตู้ศูนย์ข้อมูลมีความต้องการที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ สําหรับระบบระบายความร้อนและอุปกรณ์ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่น คลาวด์คอมพิวติ้งและข้อมูลขนาดใหญ่ได้เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของตู้เดียวจากน้อยกว่า 5kW เป็นไม่น้อยกว่า 7kW หรือแม้แต่ไม่น้อยกว่า 10kW และความต้องการการกระจายความร้อนในศูนย์ข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างมาก

เมื่อเทียบกับเครื่องปรับอากาศที่มีความแม่นยําแบบดั้งเดิมระบบทําความเย็นแบบระเหยระดับตู้มีข้อดีคือไม่มีพัดลมขนาดใหญ่เสียงรบกวนต่ําและใช้พลังงานต่ํา เป็นหนึ่งในรูปแบบทางเทคนิคที่สําคัญเพื่อให้เกิดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพในตู้ทําความเย็นของศูนย์ข้อมูล

โซลินอยด์วาล์วเชื่อมต่อกับคอนเดนเซอร์และตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ทราบถึงฟังก์ชั่นการเชื่อมต่อและการตัดการเชื่อมต่อของคอนเดนเซอร์และตัวแลกเปลี่ยนความร้อน การสลับระหว่างโหมดไม่ทําความชื้นและลดความชื้น (เนื้อหาการวิจัยของบทความ) โหมดลดความชื้นและโหมดลดความชื้นสามารถทําได้โดยการควบคุมวาล์วอากาศชัตเตอร์วาล์วสามทางและโซลินอยด์วาล์ว

2 การวิเคราะห์การจําลอง

เนื่องจากของเหลวที่ใช้งานได้ไหลเข้าสู่แผ่นเย็นแบบระเหยในสถานะสองเฟส ช่องทางการไหลคดเคี้ยวแบบดั้งเดิมจึงมีข้อเสียของการเบี่ยงเบนการไหลที่ยากลําบากและพื้นที่ถ่ายเทความร้อนขนาดเล็ก และการกระจายของของเหลวในการทํางานที่ไม่สม่ําเสมอในแต่ละช่องการไหลจะนําไปสู่ความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดใหญ่บนพื้นผิวของแผ่นเย็นแบบระเหย จากข้อบกพร่องข้างต้น จึงเสนอให้เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบช่องการไหลของแผ่นเย็นแบบระเหย

3 การทดสอบการทดลอง

จากเหตุผลข้างต้นจึงมีการผลิตแผ่นทําความเย็นแบบระเหยแบบขยายตัวโดยตรงของช่องไหลรังผึ้งดังแสดงในรูปที่ 3 ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์โครงสร้างของช่องการไหลของรังผึ้งปัญหาการเบี่ยงเบนของไหลทํางานสองเฟสในแผ่นทําความเย็นแบบระเหยสามารถแก้ไขได้ เมื่อรวมกับผลการจําลองของโดเมนที่เป็นของแข็งของช่องไหลรังผึ้งแผ่นทําความเย็นแบบระเหยที่มีโครงสร้างช่องไหลนี้มีประสิทธิภาพความสม่ําเสมอของอุณหภูมิที่ดีกว่าในทางทฤษฎี ความกว้างของช่องไหลของแผ่นทําความเย็นแบบระเหยคือ 10 มม. ความสูงของช่องไหลภายในคือ 3 มม. และความหนาโดยรวมคือ 5 มม.

ในระบบ แผ่นเย็นระเหยแบบขยายตัวโดยตรงจะใช้แผ่นความร้อนซิลิโคนเป็นแหล่งความร้อนจําลองเพื่อจําลองโหลด แผ่นความร้อนซิลิโคนเชื่อมต่อกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียว กําลังของแผ่นทําความร้อนถูกปรับโดยการปรับแรงดันไฟฟ้าของแผ่นความร้อนเพื่อจําลองการทดสอบแผ่นเย็นแบบระเหยภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน แผ่นเย็นแบบระเหยหนึ่งแผ่นใช้แผ่นความร้อนยางซิลิโคนสี่แผ่นเพื่อให้เกิดการทดสอบการจําลองโหลด ดังแสดงในรูปที่ 5 สําหรับแผ่นเย็นแบบระเหยแต่ละแผ่นจะมีการจัดเทอร์โมคัปเปิลชนิด K 8 ตัวและเทอร์โมคัปเปิลจะฝังอยู่ในแผ่นจาระบีระบายความร้อนแบบเจาะรู ช่องว่างเต็มไปด้วยจาระบีระบายความร้อน ด้วยวิธีนี้ อุณหภูมิพื้นผิวด้านบนของแผ่นเย็นแบบระเหยจะถูกวัดเพื่อตรวจสอบความสม่ําเสมอของอุณหภูมิ

4 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

รูปที่ 6 เป็นเส้นโค้งที่แสดงการกระจายอุณหภูมิพื้นผิวของแผ่นเย็นแบบระเหยเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้สภาวะของการจําลองกําลังความร้อน 5kW และความเร็วของคอมเพรสเซอร์ 4500r/min อุณหภูมิเฉลี่ยของแผ่นเย็นระเหยคือ 18.5°C; อุณหภูมิสูงสุดในบรรดาจุดวัดอุณหภูมิ 8 จุดคือ 19.9°C และอุณหภูมิต่ําสุดคือ 17.2°C ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในแผ่นเย็นแบบระเหยจะถูกควบคุมภายใน 4°C อุณหภูมิของแผ่นเย็นระเหยเริ่มลดลงจากทางเข้า T1 เนื่องจากแรงดันตกคร่อมขนาดใหญ่ของแผ่นเย็นแบบระเหยอุณหภูมิของแผ่นจึงลดลงถึงจุดวัด T6 จากนั้นจึงเพิ่มขึ้นที่ทางออก T8 เริ่มต้นจากจุดวัด T6 เนื่องจากความแห้งของของเหลวในการทํางานเพิ่มขึ้นค่าสัมประสิทธิ์การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของเหลวทํางานและแผ่นเย็นระเหยจะลดลงการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนเวียนลดลงและอุณหภูมิจะค่อยๆเพิ่มขึ้น

ภายใต้พลังงานแหล่งความร้อนจําลองเดียวกันเมื่อความเร็วของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้นความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดในแผ่นเย็นแบบระเหยจะแสดงแนวโน้มลดลงและอุณหภูมิเฉลี่ยก็แสดงแนวโน้มลดลงเช่นกัน เมื่อความเร็วของคอมเพรสเซอร์เพิ่มขึ้นความดันการระเหยในระบบจะลดลงและอุณหภูมิการแลกเปลี่ยนความร้อนที่สอดคล้องกันในแผ่นเย็นระเหยจะลดลงซึ่งทําให้อุณหภูมิของแต่ละจุดวัดลดลงและความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดก็แสดงแนวโน้มลดลงเช่นกัน ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิสม่ําเสมอที่ดีขึ้นของแผ่นเย็นระเหยสามารถเพิ่มความเร็วของคอมเพรสเซอร์ได้อย่างเหมาะสม