การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีท่อความร้อนในระบบระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูล
ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อุปกรณ์ไอทีในห้องคอมพิวเตอร์ของระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์จึงได้รับการบูรณาการอย่างสูง และการเบี่ยงเบนของประสิทธิภาพพลังงานและการกระจายความร้อนที่เพิ่มขึ้นของห้องคอมพิวเตอร์เริ่มได้รับความสนใจอย่างมากจากอุตสาหกรรม ตามสถิติของหน่วยงานที่เชื่อถือได้ ประเทศของฉัน' อุตสาหกรรมการสื่อสารที่เน้นเซิร์ฟเวอร์ระดับไฮเอนด์ใช้ไฟฟ้า ในปี 2550 มีถึงมากกว่า 20 พันล้านกิโลวัตต์·h และอุตสาหกรรมข้อมูลได้กลายเป็นพลังงานสูง อุตสาหกรรมการบริโภค
ในฐานะที่เป็นพื้นที่ใช้งาน ศูนย์ข้อมูลประกอบด้วยเซิร์ฟเวอร์ข้อมูล อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ระบบปรับอากาศ และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานเป็นจำนวนมากระหว่างการทำงาน โดยเฉพาะระบบปรับอากาศคิดเป็น 40% ของการใช้พลังงานทั้งหมดของศูนย์ข้อมูล จากสถิติพลังงานล่าสุด โลกในปัจจุบัน การใช้พลังงานทั้งหมดของศูนย์ข้อมูลคิดเป็น 3% ของการใช้พลังงานทั่วโลก ดังนั้นการลดการใช้พลังงานของระบบระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลและการเปลี่ยนโหมดการใช้พลังงานสูงในปัจจุบันจึงกลายเป็นปัญหาเร่งด่วนสำหรับผู้ดำเนินการศูนย์ข้อมูลในปัจจุบัน
2.แนะนำเทคโนโลยีท่อความร้อนของระบบทำความเย็นศูนย์ข้อมูล
2.1 โครงสร้างท่อความร้อน
ท่อความร้อนที่ใช้กันทั่วไปประกอบด้วยสามส่วน: ตัวหลักเป็นท่อโลหะปิด (รวมถึงผนังท่อและฝาท้าย) และมีสารทำงาน (ของเหลวทำงาน) จำนวนเล็กน้อยและโครงสร้างเส้นเลือดฝอย (แกนท่อ) ใน ช่องภายใน; ตามว่ามีโครงสร้างเส้นเลือดฝอยหรือไม่ ท่อความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นท่อความร้อนแรงโน้มถ่วงและท่อความร้อนเส้นเลือดฝอย ตามอุณหภูมิในการทำงานที่ต้องการ สามารถเลือกของเหลวทำงานประเภทต่างๆ สำหรับท่อความร้อนได้ เช่น น้ำ อะซิโตน เมทานอล หรือสารทำความเย็น เป็นต้น
2.2 หลักการทำงานของท่อความร้อน
เมื่อปลายด้านหนึ่งของท่อความร้อนถูกทำให้ร้อน ของเหลวในไส้ตะเกียงของเส้นเลือดฝอยจะระเหยและกลายเป็นไอ ไอน้ำจะไหลไปยังปลายอีกด้านภายใต้ความแตกต่างของแรงดันเล็กน้อยและปล่อยความร้อนออกมาควบแน่นเป็นของเหลว ของเหลวไหลกลับไปที่ส่วนการระเหยตามวัสดุที่มีรูพรุนโดยการกระทำของแรงเส้นเลือดฝอย ด้วยวิธีนี้ความร้อนจะถูกหมุนเวียน ผ่านจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง
ในกระบวนการถ่ายเทความร้อนนี้ มีการรวมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกันหกกระบวนการต่อไปนี้: ความร้อนถูกถ่ายเทจากแหล่งความร้อนผ่านผนังท่อความร้อนและไส้ตะเกียงที่เต็มไปด้วยของเหลวทำงานไปยังส่วนต่อประสานระหว่างก๊าซกับของเหลวในส่วนการระเหย ของเหลวกำลังระเหย การระเหยที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวกับก๊าซของส่วนควบแน่น ไอน้ำในห้องอบไอน้ำไหลจากส่วนระเหยไปยังส่วนควบแน่น ไอน้ำควบแน่นบนส่วนต่อประสานก๊าซเหลวในส่วนควบแน่น ความร้อนผ่านส่วนต่อประสานก๊าซเหลวจากส่วนต่อประสานก๊าซเหลวในส่วนควบแน่น ผนังแกน ของเหลว และท่อส่งไปยังแหล่งความเย็น ในไส้ตะเกียงเนื่องจากแรงของเส้นเลือดฝอย (หรือแรงโน้มถ่วง) ของเหลวทำงานที่ควบแน่นจะไหลกลับไปที่ส่วนการระเหย
เทคโนโลยีท่อความร้อนที่มีอยู่สามารถช่วยศูนย์ข้อมูลประหยัดพลังงานและลดการบริโภค และมีข้อดีหลายประการ แต่ก็ยังมีปัญหาดังต่อไปนี้: การรวมท่อความร้อนแบบกลมที่มีอยู่และพื้นผิวด้านนอกของอุปกรณ์ไอทีเป็นปัญหาที่ยาก ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปลายท่อความร้อนที่ควบแน่นยังคงระบายเข้าสู่ข้อมูล ในพื้นที่ภายในของศูนย์ ภาระการทำความเย็นในศูนย์ข้อมูลไม่ได้ลดลง และยังคงต้องระบายความร้อนด้วยเครื่องปรับอากาศซึ่ง ไม่บรรลุผลจากการประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษ ท่อความร้อนบางชนิดต้องการพลังงานภายนอกในการขับเคลื่อน
เพื่อตอบสนองต่อปัญหาข้างต้น จึงเสนอระบบท่อความร้อนแบบวงแบนไมโครช่องสัญญาณที่ใช้ระบบระบายความร้อนของศูนย์ข้อมูลและการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ระบบนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้: ท่อความร้อนแบบแบนสามารถแนบชิดกับพื้นผิวด้านนอกของอุปกรณ์ไอทีได้อย่างใกล้ชิด ซึ่งเป็นประโยชน์ในการเพิ่มเอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อน ปลายระเหยและปลายควบแน่นเชื่อมต่อกันด้วยท่อถ่ายไอน้ำและท่อส่งกลับของเหลวเพื่อสร้างระบบท่อความร้อนแบบวงแหวนแบนไมโครแชนเนล สามารถวางจุดสิ้นสุดการควบแน่นไว้นอกศูนย์ข้อมูล ซึ่งจะช่วยลดภาระการทำความเย็นของพื้นที่ภายในของศูนย์ข้อมูล ความร้อนของจุดควบแน่นก็ลดลงได้เช่นกัน
ในฐานะที่เป็นแหล่งความร้อนของน้ำร้อนในประเทศ จะกู้คืนความร้อนที่ปล่อยออกมาจากเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูลเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการประหยัดพลังงานและลดการปล่อยก๊าซ ทั้งระบบใช้แรงโน้มถ่วงและแรงของเส้นเลือดฝอยจากโครงสร้างเส้นเลือดฝอยไมโครช่องสัญญาณสำหรับวงจรการถ่ายเทความร้อน โดยไม่มีแรงขับจากภายนอก
พัฒนาท่อความร้อนแบบวงแบนไมโครช่องสัญญาณโดยใช้ระบบกู้คืนความร้อนเหลือทิ้งของศูนย์ข้อมูล ซึ่งเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นความร้อนสูงและอุปกรณ์จ่ายไฟสลับความถี่สูงกำลังสูง ท่อความร้อนแบบแบนแนบสนิทกับอุปกรณ์ไอที ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังท่อความร้อน และท่อความร้อนจะถ่ายเทความร้อนไปยังจุดสิ้นสุดการควบแน่นผ่านของเหลวทำงานภายในเพื่อระบายความร้อน ชั้นวางไม่จำเป็นต้องสำรองพื้นที่ระบายความร้อนด้วยการพาความร้อน จะเพิ่มพื้นที่ใช้งานของแร็คได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถเพิ่มจำนวนอุปกรณ์ไอทีในแร็คได้อย่างเหมาะสม เพิ่มความหนาแน่นของแร็คและลดต้นทุนการก่อสร้างศูนย์ข้อมูล นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพในการทำงานของอุปกรณ์และความปลอดภัย ตระหนักถึงการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพและการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ของอุปกรณ์ และให้การสนับสนุนสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและลดการปล่อยมลพิษสำหรับอาคารศูนย์ข้อมูล มีค่าการใช้งานที่สำคัญและให้ประโยชน์ด้านการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ
