基于蒸发冷却的数据中心热管背板空调系统研究

严重的能源和环境危机阻碍了可持续发展和实现“双碳目标”,因此数据中心必须开发更节能高效的机房环境制冷系统。本文设计了间接-直接蒸发冷却冷水机组耦合热管背板系统,在高湿度地区数据中心以4种模式全工况运行。建立系统各部件数学模型,以南京为例,冷水机组供回水温设计为10℃/16℃,计算结果表明全年可利用自然冷源的时间占59.9%,其中完全自然冷源时间占42.6%;供回水温度提高,可利用自然冷源时间相应延长。同时通过实验探究影响背板末端性能的相关因素及影响程度,冷源不同供回水温度对背板制冷性能影响较大,温度提高使制冷量减小;CDU与背板安装高度差在满足制冷剂循环动力要求后对背板性能影响不显著;换热器铜管管径由7 mm减小至5 mm,制冷量和送风风量有所提升。

数据中心热管背板空调系统试验研究

介绍数据中心热管背板空调系统的工作原理、试验装置以及数据处理方法,并对不同高差和环境温度对系统制冷量的影响进行试验研究。结果表明:随着环境温度的降低,系统制冷量增大;随着高差的减小,系统制冷量减小;当室外环境温度为8℃,10℃,12℃和14℃时,系统的制冷量和高差的关系符合二次函数关系;800 mm高差时,相比环境温度为5℃时的制冷量,环境温度为8℃,10℃,12℃和14℃对应的制冷量分别下降10.98%,17.89%,20.15%和25.56%。

IDC机房热管背板空调排列组织优化研究

利用CFD模拟软件对数据中心3种送风方式(房间级、列间级、背板级)进行了模拟研究,通过比较分析热评价指标、流场、温度场和过热度等参数得出热管背板空调具有高效传热、节约机房空间和合理利用高温冷源的优点。对数据中心热管背板空调的热管冗余配置进行了模拟研究,通过温度场分析和故障可靠性对比得出面对面摆放方式为最优摆放方式。在满足房间制冷量的前提下列举了4种排列方式,模拟结果显示双排均匀间隔排列(model 2)为最优排列方式。研究结果可为数据中心绿色化建设提供参考。

机柜服务器内因对热管背板换热性能的影响分析

鉴于热管背板的节能、安全可靠等优点,通过实验测试分析机柜服务器内因对机柜热管背板换热性能的影响。分析得出机柜内部热负荷和循环风量的不均分布,对热管背板换热性能有较明显影响,而机柜各部位的热负荷均匀性增加和循环风量一致性变化,对热管背板换热性能影响较小。

机柜服务器热管背板换热性能的试验研究

通过测试热管背板系统在不同进风温度、制冷剂冷凝单元(RCU)冷冻水进水温度及水流量工况下的换热能力,分析环境温度升高、系统供水不足等对高密度机柜服务器安全运行的影响,采用模拟负载机柜测试机房机柜安装热管背板后不同位置的换热能力。结果表明,热管背板系统对进风温度、冷冻水温度及流量具备良好的换热适应性,发热量大的服务器优先安装在机柜中下部,发热量小的服务器安装在机柜上部,可以最大限度发挥热管背板的换热能力。

管翅式交叉流重力热管背板换热性能试验研究

介绍了重力热管背板系统的工作原理,试验研究了不同管径管翅式交叉流重力热管背板的换热性能差异。结果表明:在本文对比测试工况下,改进的7小管径换热器的换热性能满足现有9.52管径换热器的换热要求,且可节约材料成本12.9%;在实际应用中,背板供液过冷度和出气过热度建议均控制在0.5~1.5℃之间,供液和出气温差建议控制在1~2℃之间;重力热管背板系统换热量未达到换热极限时,通过降低冷凝单元供水温度和提高背板回风温度均可有效提升换热量。

热管背板空调在某数据机房的实际应用分析

热管背板空调分散布置,贴附于通信机架的背部,直接冷却服务器排出的热风。论文以某数据机房为研究对象,通过CFD模拟分析,将热管背板空调与水冷型列间空调的温度场、气流组织进行对比,并对实际应用中的运行节能、安全等进行分析。

氟泵热管背板在高能耗、高密度散热数据中心机架应用的分析

数据中心机房的出现,使机房散热和能耗问题更加突出。文中提出了改变制冷方式以解决高热密度和高能耗问题;对比了几种制冷的方式,探讨氟泵热管背板系统的组成方式和应用效果,明确了氟泵热管背板在数据中心机架中应用的可行性。

热管背板技术在传统机房中的应用分析

传统机房设备摆放朝向统一。随着单机架功率密度的增加,机房热传导效应显著,部分区域甚至出现高热现象。而机房中空调的风帽送风或风管送风不能解决局部过热问题,且大量增加空调导致机房PUE值增高。热管背板技术作为一种高效、高密度散热技术,是解决传统机房局部过热难点的有效措施,同时,可以降低机房PUE值,有助于运营商节能增效。

风冷式热管背板空调系统在DC化改造中的应用

文章针对核心机房机柜设备局部热岛问题;以及空调长期超负荷运行(制冷温度低),导致机房电源使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)PUE值高居不下的问题进行了分析,并提出了对应的创新思路及举措,旨在通过依托中国电信的现有空调资源情况,通过风冷式热管背板,对每个有局部热点的机柜加装冷却背板,相变取热,连接机柜为一组至制冷热管复合机组,通过风冷冷凝完成热交换循环,从而相应降低原室内精密空调制冷和降低PUE(机房消耗所有能源与IT负载消耗能源的比值)值的需求。

南京某数据中心机房热管背板空调系统改造方案研究

本文介绍了南京某数据中心热管背板空调系统改造设计方案,并通过改造前后的运行数据对比分析,得出改造后的热管背板空调系统设计方案有较好的节能效果。结果表明,在南京地区数据中心建设中热管背板空调系统具有较好的推广价值。

数据机房用热管背板系统主动防凝露研究

根据凝露发生和预防机理提出了适用于数据机房用热管背板系统的节能型主动防凝露控制方案,相对被动式防凝露控制节能效果显著,控制简单有效,从根源上破坏了机房凝露产生的条件,提高了机房设备的运行可靠性。热管背板系统运行环保节能、无水进入、可靠易装,值得在数据机房服务器机柜上推广应用。

微通道重力热管背板换热性能试验研究

介绍重力热管背板系统的工作原理和试验装置,研究热管背板液管/气管管径、背板风量和回风温度、热管背板与冷凝单元有效高差、冷凝单元冷水进出温度、热管背板结构形式对微通道重力热管背板系统净换热量和送风温度的影响。结果表明:相同配置的微通道重力热管系统,高差为1000 mm方案的最大净换热量比高差为500 mm方案多11.5 kW,提升55.8%;重力热管背板系统净换热量存在极限值,当系统换热量达到最大值后,加大风量和提高热管背板回风温度无法有效提升系统净换热量。当冷凝单元提供过冷液态制冷剂到热管背板时,冷凝单元冷水进出温度不是重力热管背板系统最大换热量的主要影响因素,所述上下布置两片式重力热管背板不能有效提升系统换热能力。

大型数据中心热管背板中液管布置方式对制冷影响的应用工程实例

“新基建”背景下的IDC发展,对高功率机柜的需求越来越明显。随之而来的是对制冷设备的要求也越来越高。文章以某数据中心10 kW热管背板式空调为例,介绍了在不同的液管布置方式时,机柜制冷剂分布的不同以及温度变化的工程应用实例。

数据中心热管背板空调热管充液率对系统能效的影响研究

近年来,热管背板空调在数据中心的应用需求已呈爆炸式增长,其对于降低数据中心局部热点、实现高热密度机柜冷却、降低数据中心能源利用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)具有十分重要的意义,是机房单位面积内高热密度部署的最佳选择。热管背板空调粗放式应用过程中,未对热管最佳充液率做明确约束。通过理论模拟计算及实验研究发现,热管背板系统制冷量随热管充液率呈先上升后下降的趋势,最佳充液率为70%左右,合理的充液率可使制冷量至少提升6.5%,同时还可减少20%以上的制冷剂投资成本,是数据中心节能减排的一大方向。

数据中心热管背板应用设计质量分析

近年来,热管背板广泛应用于高密度机柜,但实际应用效果与理论值相差较大。针对冷源、换热器的选择以及系统失衡、实际制冷量低等问题,深入分析原因并提出解决措施。优化热管背板系统各部分的选型以提高热管背板系统的整体能效。采用合理的管线布置、热管背板并联数量控制、阀门控制等措施以降低热管背板冷媒分配不均、水力失衡的问题。把控设计源头,提升热管背板空调系统的设计质量和应用性能。

论背板热管氟泵空调在内蒙古地区通信行业的应用

随着我国数据中心及通信枢纽机房投入使用,并且数量的增加,单台机柜容量也越来越大,由原来1.5-3kW发展为现在的10-30kW。机柜需要的散热能力也随之大大提高,传统的机房精密空调已经无法满足高密度的单机柜功耗要求,因此,出现了许多新型空调解决方案,而背板空调就是其中一种。

CFD数值仿真在数据中心供冷系统的应用与研究

随着数据中心算力的不断发展,数据中心的制冷技术也不断迭代更新,CFD数值仿真作为一种热力学仿真的有效工具,对不同制冷技术的制冷效果和节能方案的选择具有重要意义。本文通过对数据中心热管背板和液冷进行CFD数值仿真分析,研究了机柜间距、机柜功率和布置方式对数据中心温度场和设备能耗的影响,对数据中心的制冷系统方案具有一定指导意义。

某数据中心机房冷却方案分析

2021年全国两会,政府工作报告中首次将“碳达峰”和“碳中和”写入其中。对于企业而言,碳中和是利用节能减排、产业调整等手段,减少碳排放,达到“净零排放”目的。为践行碳中和理念,以某数据中心项目为研究对象,从该数据中心机房冷却方案设计、方案实施、节能分析等3个方面进行探讨。研究表明,相较于精密风冷空调,热管背板空调的末端节能率约为77%,PUE值约为1.40,符合国家相关部门规定,可以为相关工程项目提供一些参考。

基于前进风前出风机柜的高效冷却系统

通过分析前进风前出风机柜在空调冷却过程中存在的问题,提出将空调换热器部署到机柜前门板的高效冷却解决方案,介绍该冷却方案的原理、组成和特点,并结合实际应用案例分析运行效果。