Konsepsyon sistèm refwadisman likid efikas pou sant done yo

 

I Konpozan sistèm refwadisman sant done yo

 

Majorite enèji elektrik konsome pa ekipman IT konvèti nan chalè fatra. Pou asire ke ekipman IT yo opere nan yon seri tanperati ki apwopriye, sant done yo ekipe ak sistèm refwadisman ak dissipation chalè, ki gen ladan chiller, gwo fò tou won refwadisman, ak inite èkondisyone presizyon, ki retire chalè dechè nan sant done a. Pwosesis transfè chalè a ilistre nan Figi 1. Pwen konsomasyon enèji kle yo enkli chillers, gwo fò tou won refwadisman, ponp, ak inite èkondisyone presizyon.

 

▲ Figi 1: Transfè Chalè nan Sant Done yo

 

Kounye a, medya prensipal transfè chalè nan sant done yo se lè oswa dlo. Dlo, ak yon presyon konstan kapasite chalè espesifik nan 1.004 kJ / (KgK) ak yon kapasite chalè espesifik nan 4200 kJ / (KgK), gen yon kapasite transfè chalè apeprè 1, 000 fwa pi gran pase lè. Se poutèt sa, lè l sèvi avèk dlo kòm yon mwayen refwadisman se yon metòd efikas pou ekonomize enèji nan konsepsyon sistèm refwadisman yo. Pou amelyore efikasite enèji nan sistèm refwadisman, mezi tankou radyatè segondè-efikasite ak livrezon lè egzak yo itilize pran ak transfere chalè.

 

Nan èkondisyone presizyon, refwadisman te evolye soti nan nivo chanm nan chanm done modilè ak refwadisman nan nivo etajè, deplase pi pre sous chalè a ak diminye konsomasyon enèji nan transpò awozaj. Te jenerasyon sous refwadisman pwogrese soti nan refwadisman lè a refwadisman dlo ak refwadisman natirèl, amelyore efikasite transfè chalè ekstèn.

 

 

Sistèm refwadisman tradisyonèl yo prezante sistèm kontwòl endepandan ak estrateji opere pou èkondisyone presizyon, chiller, ak gwo fò tou won refwadisman, optimize efikasite lokalman. Sepandan, efikasite refwadisman an jeneral toujou mande pou amelyorasyon.

 

Amelyorasyon sistematik ka reyalize pa jesyon fen-a-fen ak kontwòl egzak nan koleksyon chalè, preparasyon sous refwadisman, ak transfè chalè ekstèn, kidonk diminye konsomasyon pouvwa a nan sistèm refwadisman an.

 

 

II Konsepsyon sistèm refwadisman likid fen-a-fen

 

1. Komisyon Konsèy-nivo likid refwadisman konsepsyon

Avèk kwasans eksponansyèl nan demann pouvwa informatique, entegrasyon ak konsomasyon pouvwa CPUs ak GPU yo te ogmante anpil, ak konsomasyon pouvwa yon sèl-chip rive nan 300W. Radikatè tradisyonèl chip ak solisyon refwadisman lè yo te rankontre kou boutèy refwadisman. Depi chip la se sous chalè a, prensipal defi a pou sistèm refwadisman sant done a se efikasman retire chalè nan chip la.

 

Soti nan yon pèspektiv dissipation chalè, chalè a ki te pwodwi pa chip la dwe premye transfere nan chalè-nivo tablo a. Solisyon chalè pi efikas pral fasilite pi bon koleksyon chalè.

 

Pou bato sèl ak konsomasyon pouvwa anba a 200W ak ekipman IT ak konsomasyon pouvwa anba a 20kW pou chak etajè, lè ka kontinye itilize kòm mwayen transfè chalè. Dissipateur chalè tiyo ak chalè chanm vapè (VC), konbine avèk gwo konduktiviti tèmik materyèl TIM (tankou fèy grafit / grafèn), efektivman redwi rezistans tèmik ant chip la ak baz la radiateur, amelyore efikasite chalè a.

 

Pou bato sèl ak konsomasyon pouvwa ki depase 200W ak ekipman IT ak konsomasyon pouvwa ki depase 20kW pou chak etajè, lè a pa ase kòm mwayen transfè chalè a, epi yo dwe itilize likid refwadisman pou refwadisman. Teknoloji plak frèt ki refwadi likid se kounye a yon solisyon ki gen matirite pou refwadisman chip nan nivo tablo. Yon plak frèt likid ki refwadi konsiste de konektè inlet ak priz, yon kouvèti anwo, ak yon plak baz, ki konekte pa vakyòm brasaj pou fòme yon chanm echanj chalè likid sele. Chanm a gen ladan chanm distribisyon ak divès kalite chanèl koule lajè, ki kontwole koule likid ak ogmante tourbiyon, amelyore kapasite refwadisman lokal yo ak elimine tach cho ki te koze pa gwo pouvwa chips. Estrikti entèn yo montre nan Figi 2.

 

▲ Figi 2: Seksyon transvèsal yon plak frèt ki refwadi ak likid

 

Diferan kalite ankadreman ki nan menm etajè a gen diferan nivo pouvwa ak tach cho, men presyon ekipman pou nan konektè inlet liy rezèv likid la se jeneralman menm bagay la tou, ki egzije chanm distribisyon plak frèt la pou kontwole throttling. Pou tablo ki gen pi ba konsomasyon pouvwa chip, throttling diminye koule nan awozaj. Nan pratik, plak frèt likid ki refwadi kouvri CPU a, memwa, ak lòt konpozan ki gen gwo pouvwa, men konpozan tankou rezistans ak kondansateur, ki pa kouvri, jenere chalè rezidyèl ki mande pou refwadisman fanatik. Sa a rezilta nan yon konbinezon de refwadisman likid ak lè nan sistèm nan, kite plas pou amelyorasyon nan efikasite refwadisman.

 

Lè w itilize materyèl TIM pou kouvri tout konpozan pandan konsepsyon plak frèt, 100% refwadisman likid ka reyalize teknikman, men sa a ogmante pri a ak konpleksite plak frèt la. Pandan w ap pouswiv refwadisman efikas, yo dwe konsidere envestisman pri inisyal la tou. Si kalite tablo ne yo inifòm, yo ka konsidere yon tablo konplètman kouvri, ak depans inisyal konpanse pa pwodiksyon dekale, reyalize yon balans ant ekonomi enèji ak envestisman.

 

 

Dlo deyonize anjeneral itilize kòm awozaj nan refwadisman likid akòz gwo kapasite chalè espesifik li yo, sa ki pèmèt pou absòpsyon chalè rapid pandan ke yo pa korozivite, kidonk pa afekte fyab tiyo. Plak frèt likid refwadisman se endirèk, ak chip la pa dirèkteman kontakte likid refwadisman likid la, sa ki lakòz gwo fyab ak teknoloji ki gen matirite.

 

Sepandan, rezistans tèmik egziste ant chip la ak awozaj likid la, ki mennen kèk manifaktirè ankouraje solisyon refwadisman imèsyon. Nan refwadisman imèsyon, ekipman IT yo plonje nan likid sikile, ak chip la dirèkteman kontakte awozaj la, diminye rezistans tèmik pandan y ap ogmante chanjman faz yo retire plis chalè, fè li yon nouvo hotspot nan refwadisman likid. Likid fliyò yo souvan itilize kòm awozaj nan refwadisman imèsyon, men pri segondè yo se yon baryè nan gwo echèl itilizasyon komèsyal yo.

 

2. Rack-nivo likid refwadisman

Nan sant done, ekipman IT yo ranje pa etajè, ki loje ekipman enfòmasyon sant done tankou serveurs, aparèy depo, ak switch rezo. Pandan ke refwadisman nan nivo tablo retire chalè nan aparèy IT endividyèl yo, refwadisman nan nivo etajè kolekte epi transfere chalè a deyò. Konpozan kle nan refwadisman likid nan nivo etajè yo enkli manifoul inlet ak priz, inite siveyans, detèktè tanperati, tiyo solenoid, ak tiyo chèk, jan yo montre nan Figi 3.

 

▲ Figi 3: Konfigirasyon refwadisman likid nan nivo etajè

 

Manifoul la konekte deyò nan inite distribisyon likid refwadisman nan nivo chanm nan ak entèn atravè konektè rapid nan inlet ak priz plak frèt likid ki refwadi a, fasilite transfè chalè sistèm nan deyò etajè a.

Fonksyon prensipal valv solenoid la ak valv chèk se kontwole koule nan likid ak limite limit la nan echèk nan yon sèl etajè nan evènman an nan yon koule.

 

Wòl prensipal la nan Capteur tanperati a se kontinyèlman kontwole tanperati dlo a inlet ak priz. Lè w itilize diferans tanperati ki genyen ant dlo inlet ak priz, li kontwole ouvèti valv solenoid la, kidonk kontwole koule dlo a epi asire chalè a ak koule yo matche.

Sistèm refwadisman likid la sèvi ak dlo deyonize kòm likid k ap travay, ki teyorikman pa pral lakòz sikui kout.

 

Sepandan, ankadreman sikwi oswa konpozan elektwonik souvan gen patikil pousyè, epi lè dlo deyonize antre an kontak ak tablo sikwi a, li ka lakòz yon kous kout. Sa a se youn nan pi gwo obstak ak enkyetid nan aplikasyon an nan refwadisman likid. Pou adrese pwoblèm nan flit plak frèt, mezi tankou kontwòl kalite, siveyans mikwo-fuit, ak prevansyon nan fwit toudenkou gwo yo anplwaye.

 

Se kontwòl kalite divize an etap aplikasyon pwodiksyon ak enstalasyon. Nan etap pwodiksyon an, fyab pwosesis la asire, 100% plak frèt yo sibi tès presyon, epi yo itilize ultrason pou pran echantiyon o aza ak deteksyon defo. Fittings ki konekte rapid yo dwe valide pou ensèsyon efikas ak fyab alontèm. Nan etap aplikasyon enstalasyon an, tiyo segondè yo dwe netwaye anvan enstalasyon an pou anpeche enpurte yo lakòz blokaj nan ekipman ki konekte rapid, konfiti prentan, oswa echèk bag kawotchou, kidonk anpeche fwit pandan operasyon an. Mezi ki anwo yo vize pou anpeche fwit otank posib.

 

 

Si yon plak frèt devlope yon mikwo-fuit, li dwe detekte epi deklanche yon alam pou ankouraje pèsonèl antretyen pou repare li san pèdi tan. Gen de metòd deteksyon: youn se lè l sèvi avèk yon Capteur imèsyon dlo, ki enstale sou plato a degoute. Fonksyon prensipal la nan plato degoute a se fasilite deteksyon koule ak anpeche likid soti nan koule deyò etajè a, diminye gaye nan fot.

 

Pandan ke deteksyon Capteur imèsyon dlo a se matirite ak serye, li mande pou likid la koule akimile nan plato a degoute apre ap koule sou tablo a pyès ki nan konpitè ak ekipman etajè, lè sa a kantite total likid ki koule ka konsiderab epi yo ka deja domaje tablo a. ak konpozan pandan koule a.

 

Lòt metòd la se siveyans an tan reyèl. Yon sibstans trase ki gen yon pwen bouyi ki ba melanje nan likid k ap travay la, epi nan evènman an nan yon koule, yon Capteur gaz bati nan tablo a detekte li. Gwo echèl fwit toudenkou yo ra men trè enpak. Pou anpeche ensidan sa yo, tiyo chèk yo enstale nan inlet ak priz manifoul la sou etajè a. Tiyo chèk sa yo fèmen otomatikman lè yo detekte yon diferans presyon enpòtan.

 

3. Sal-nivo likid refwadisman konsepsyon

Refwadisman nan nivo chanm yo fèt pou transfere chalè ki sòti nan etajè yo nan deyò. Solisyon refwadisman likid nan nivo chanm nan gen ladan yon chanm done modilè ki refwadi likid, chiller, ponp dlo, gwo fò tou won refwadisman, kanalizasyon, ak plis ankò, jan yo montre nan Figi 4.

 

▲ Figi 4: Konfigirasyon refwadisman likid nan nivo chanm

 

Tipikman, yon chanm done modilè ki refwadi likid gen de inite distribisyon likid refwadisman (CDU), 10-20 etajè IT, 1-2 èkondisyone nan nivo ranje, ak ekipman ekipman pou pouvwa, jan yo montre nan Figi 4.

 

Inite distribisyon likid refwadisman (CDU) responsab pou distribye likid k ap travay nan mitan etajè IT likid ki refwadi, bay distribisyon koule segondè-bò, kontwòl presyon, izolasyon fizik, ak fonksyon anti-kondansasyon. Pandan operasyon aktyèl la, CDU bay yon sèten koule ak tanperati dlo refwadisman nan etajè IT likid ki refwadi yo, ki antre nan plak frèt ki refwadi likid yo atravè manifoul la, retire chalè ki te pwodwi pa processeurs ak eleman kle yo, epi retounen refwadisman chofe a. dlo nan inite echanj chalè entèmedyè CDU a. Lè sa a, chalè a lage nan tiyo dlo retounen deyò a, epi pòsyon sa a nan chalè a egzeyate nan anviwònman an deyò atravè chiller oswa glasyè sèk, ranpli pwosesis jesyon chalè pou serveurs yo likid ki refwadi.

 

CDU a kontwole tanperati a ak koule nan awozaj la k ap antre nan plak frèt ki refwadi likid yo, kidonk bay refwadisman nan etajè IT yo ak distribye pouvwa refwadisman. Inite echanj chalè entèn la jwe tou yon wòl nan izole sikwi rezèv likid ant sal done modilè a ak anviwònman deyò. Akòz wòl kritik li, CDU anjeneral anplwaye yon 1+1 konfigirasyon redondance. CDU a kontwole koule likid refwadisman an lè li detekte tanperati dlo inlet ak priz ak presyon ekipman pou epi ajiste vitès ponp dlo rezèv la.

 

 

Kounye a, pifò sistèm kontwòl CDU pa konekte ak detèktè tanperati ki nan etajè yo, sa ki lakòz kontwòl relativman koryas. Pou adrese pwoblèm sa a, kèk aplikasyon te ranplase CDU santralize ak CDU distribiye, ki entegre nan etajè yo. Nan fason sa a, ajisteman koule CDU yo antyèman baze sou estati a operasyonèl ak fluctuations konsomasyon pouvwa nan etajè a. CDU santralize yo apwopriye pou senaryo ak yon gwo kantite etajè likid ki refwadi ki ka konsolide nan yon chanm done modilè, pandan y ap CDU distribiye yo pi byen adapte pou sitiyasyon ki gen sèlman 2-3 etajè likid ki refwadi, sa ki fè deplwaman pi fasil.

 

 

III Konklizyon

 

Sou gidans objektif doub kabòn, sant done yo pote yon misyon doub: sou yon bò, atravè operasyon entansif ak echèl, yo bay ase pouvwa enfòmatik pou ekonomi dijital la. Aplikasyon an gaye toupatou nan etajè segondè-dansite ak gwo pouvwa chips, kondwi pa efikasite nan sant done pouvwa informatique, te lakòz refwadisman lè tradisyonèl rankontre blokaj. Nan lòt men an, lè yo itilize echanjeur chalè ki gen gwo efikasite, refwadisman likid, ak refwadisman natirèl nan glasyè sèk, sant done yo ka diminye pwòp konsomasyon enèji yo.

 

Apre yo fin adopte refwadisman likid, efikasite refwadisman amelyore anpil, ak konsomasyon enèji nan sistèm refwadisman redwi soti nan 37% a apeprè 10%, sa ki lakòz ekonomi enèji enpòtan ak rediksyon kabòn. Si 50% nan sant done ki fèk bati nan tout peyi adopte refwadisman likid, 45 milya kWh elektrisite ka sove chak ane, ak 3 milyon tòn CO.₂ emisyon yo ka redwi.