データセンター冷却システムへのヒートパイプ技術の適用

科学技術の進歩に伴い、電子情報システムのコンピュータ室のIT機器は高度に統合されており、そのエネルギー効率の偏差とコンピュータ室の熱放散の増加が業界から大きな注目を集め始めています。 権威ある部門の統計によると、私の国&＃39;のハイエンドサーバー集中通信産業は電力を消費します2007年には200億kW・h以上に達し、情報産業は高エネルギーになりました消費産業。

データセンターは機能的な空間として、データサーバー、コンピューティング機器、空調システム、および運用中に大量のエネルギーを消費する電気機器を備えています。 特に空調システムは、データセンターの総エネルギー消費量の40％を占めています。 最新のエネルギー統計によると、世界は現在、データセンターの総電力消費量が世界の電力消費量の3％を占めています。 したがって、データセンターの冷却システムのエネルギー消費量を削減し、現在の高エネルギー消費モードを変更することは、現在のデータセンターのオペレーターにとって緊急の問題となっています。

2.データセンター冷却システムのヒートパイプ技術の紹介

2.1ヒートパイプ構造

一般的に使用されるヒートパイプは3つの部分で構成されています：本体は閉じた金属管（管壁とエンドキャップを含む）であり、少量の作動媒体（作動油）と毛細管構造（管コア）があります内部空洞; キャピラリー構造であるかどうかによって、ヒートパイプは重力アシストヒートパイプとキャピラリーヒートパイプに分けることができます。 ヒートパイプには、必要な作動温度に応じて、水、アセトン、メタノール、冷媒など、さまざまな種類の作動油を選択できます。

2.2ヒートパイプの動作原理

ヒートパイプの一端が加熱されると、毛細管ウィック内の液体が蒸発して蒸発します。 蒸気はわずかな圧力差でもう一方の端に流れ、熱を放出して凝縮して液体になります。 液体は、毛細管力の作用により、多孔質材料に沿って蒸発セクションに逆流します。 このようにして、熱が循環します。 一方の端からもう一方の端に渡します。

この熱伝達プロセスには、次の6つの相互に関連するプロセスが具体的に含まれます。熱は、熱源からヒートパイプ壁と作動油で満たされた芯を通って蒸発セクションの液ガス界面に伝達されます。 液体が蒸発している凝縮セクションの液体-気体界面で蒸発します。 蒸気室内の蒸気は、蒸発セクションから凝縮セクションに流れます。 蒸気は凝縮セクションの液体-気体界面で凝縮します。 熱は、凝縮セクションの液体-気体界面から液体-気体界面を通過します。 コア、液体、チューブの壁は冷熱源に送られます。 芯では、毛細管力（または重力）により、凝縮した作動液が蒸発セクションに逆流します。

既存のヒートパイプ技術は、データセンターがエネルギーを節約し、消費を削減するのに役立ち、多くの利点がありますが、それでも次の問題があります。既存の丸いヒートパイプとIT機器の外面の組み合わせは難しい問題です。 ヒートパイプの凝縮端から放出される熱は、依然としてデータに放出されます。センターの内部空間では、データセンターの冷房負荷は軽減されておらず、空調によって冷却する必要があります。省エネや排出削減の効果はありません。 一部のヒートパイプは、駆動するために外部電源を必要とします。

上記の問題に対応して、データセンターの冷却と廃熱回収に基づくマイクロチャネルフラットループヒートパイプシステムを提案します。 このシステムには、次の利点があります。フラットヒートパイプをIT機器の外面に密着させることができるため、熱伝達効果を高めることができます。 蒸発端と凝縮端は、蒸気移送パイプと液体戻りパイプによって接続され、マイクロチャネルフラットループヒートパイプシステムを形成します。 凝縮端をデータセンターの外側に配置できるため、データセンターの内部スペースの冷却負荷が軽減されます。 凝縮端の熱も減らすことができます。

家庭用温水の熱源として、データセンターサーバーから放出される熱を回収し、省エネと排出削減の目的を達成します。 システム全体は、重力とマイクロチャネル毛細管構造によって提供される毛細管力を熱伝達サイクルに使用し、外力を駆動することはありません。

データセンターの廃熱回収システムをベースに、高熱密度の電子機器や高出力の高周波スイッチング電源装置に適したマイクロチャネルフラットループヒートパイプを開発しました。 フラットヒートパイプはIT機器に密着しています。 熱はヒートパイプに伝達され、ヒートパイプは熱を内部作動油を介して凝縮端に伝達して熱を放散します。 ラックは対流熱放散スペースを確保する必要はありません。 ラックの使用スペースを効果的に増やすことができ、ラック内のIT機器の数を適切に増やすことができます。 ラック密度を高め、データセンターの建設コストを削減します。 また、機器の運用効率と安全性を向上させ、効率的な放熱と排熱の回収と機器の再利用を実現し、データセンタービルの省エネおよび排出削減技術の開発をサポートします。 それは重要なアプリケーションの価値と重要なエネルギー節約の利点を持っています。