Veri Merkezleri için İki Fazlı Sıvıya Daldırma Soğutma Sisteminin Değerlendirilmesi ve Optimizasyonu

Özet

Çalışma, veri merkezleri için verimli bir soğutma sisteminin sunucu çalışma verimini artırıp enerji tasarrufunu teşvik edebileceği çıkış noktasından, laboratuvar deneyi ve CFD simülasyonuyla iki fazlı soğutma sisteminin performansını inceliyor. Çalışma akışkanı Novec 7100. Sistemin COP'si ve kısmi PUE'si (pPUE) çeşitli BT yükleri altında değerlendirildi; sonra batık sunucular arasındaki aralık ile yüzey sıcaklıkları arasındaki ilişki CFD ile incelenerek sunucu yüzeylerini 85 °C altında tutan asgari aralıklar elde edildi.

Sunucu gücü 1127 W'tan 1577 W'a çıkarken sistem COP'si 19,0'dan 26,7'ye yükseldi; bildirilen hava veya su soğutmalı sistemlerden genellikle 4-20 birim yüksek. İki fazlı sistemin pPUE'si sunucu gücü arttıkça 1,053'ten 1,037'ye düştü. Ekserji verimi %12,65 ile %18,96 arasında (ortalama %14,84) olup ekserji yıkımının çoğu tank tarafında. COP ve PUE oda sıcaklığına ve harici ısı eşanjörünün fan ve pompa hızına bağlıydı.

Sunucu yüzeylerini 85 °C altında tutmak için sunucu aralığı 1000 W'ta en az 15 mm, 1500 W'ta en az 20 mm olmalı; 2000 W veya 3000 W'ta 30 mm bile yetersizdi. Verilen bir sıvı tankı için sunucular arasındaki daha yakın aralık daha yüksek sunucu yüzey sıcaklığına yol açıyor; izin verilen kart aralığı sunucu başına güçle hızla büyüyor.

Sınırlar: tek bir laboratuvar sistemi, tek akışkan (Novec 7100) ve 1,1-1,6 kW'lık deney aralığı; 2000 W üzeri aralıklar CFD ile tahmin edildi. Sonuçlar tank geometrisine ve harici ısı eşanjörü ayarına bağlı.

Öne çıkan noktalar

1. Sunucu gücü 1127 W'tan 1577 W'a çıkarken sistem COP'si 19,0'dan 26,7'ye yükseldi; bildirilen hava veya su soğutmalı sistemlerden genellikle 4-20 birim yüksek.
2. İki fazlı sistemin pPUE'si sunucu gücü arttıkça 1,053'ten 1,037'ye düştü.
3. Ekserji verimi %12,65 ile %18,96 arasında (ortalama %14,84); ekserji yıkımının çoğu tank tarafında.
4. Sunucu yüzeylerini 85 °C altında tutmak için sunucu aralığı 1000 W'ta en az 15 mm, 1500 W'ta en az 20 mm olmalı; 2000 W veya 3000 W'ta 30 mm bile yetersizdi.
5. COP ve PUE oda sıcaklığına ve harici ısı eşanjörünün fan ve pompa hızına bağlıydı.
6. Çalışma akışkanı Novec 7100'dü.

Tasarımda kullanımı

• İki fazlı daldırma tankında sunucu aralığını güce göre belirleyin: 85 °C yüzey sınırı için 1000 W'ta en az 15 mm, 1500 W'ta en az 20 mm; 2000 W ve üzeri daha geniş aralık gerektirir.
• Verimi (COP 19-26,7, pPUE 1,037-1,053) BT yüküne göre raporlayın; yük arttıkça verim iyileşti, bu yüzden düşük yükte tasarım noktası değerlerini beklemeyin.
• Harici ısı eşanjörünün fan ve pompa hızını ve oda sıcaklığını COP ve PUE için ayar değişkeni olarak yönetin.

Kimler okumalı

İki fazlı daldırma tank ve sunucu aralığı tasarımı yapan soğutma mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Metodoloji (2.1 Deneysel çalışma, 2.2 CFD simülasyonu: fiziksel model ve sınır koşulları, kaynama akışının CFD modellemesi, malzeme özellikleri, ızgara bağımsızlığı, CFD model doğrulaması; 2.3 COP ve pPUE, 2.4 Ekserji analizi)
3. 3. Sonuçlar ve tartışma (3.1 COP ve pPUE, 3.2 Ekserji analizi, 3.3 Simülasyon sonuçları)
4. 4. Sonuçlar

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Cheng Liu; Hang Yu

Yayıncı

Energies (MDPI AG)

Yıl

2021

Cilt

14

Sayı

5

Sayfalar

1395

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/en14051395

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye