發(fā)布時(shí)間：2020-05-18 11:44

【摘要】：在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下,數(shù)據(jù)中心成為信息社會(huì)的用電大戶,據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)代信息化社會(huì)的數(shù)據(jù)中心用電量會(huì)占全社會(huì)總用電量的5%,而其中的2/3左右用于冷卻排熱,經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)能源系統(tǒng)能耗分析,制冷設(shè)備能耗占數(shù)據(jù)中心總能耗40%左右,而服務(wù)器內(nèi)部最大的散熱元件為中央處理器CPU,占服務(wù)器整體散熱的75%,因此針對(duì)CPU冷卻方式進(jìn)行改善對(duì)節(jié)能減排具有重要意義。本文根據(jù)兩相自然循環(huán)理論指導(dǎo),針對(duì)刀片式服務(wù)器設(shè)計(jì)了一套CPU重力熱管,并開展深入的實(shí)驗(yàn)研究,主要解決小系統(tǒng)內(nèi)高熱流、小溫差、無(wú)功耗的流動(dòng)傳熱問(wèn)題。首先建立了制冷劑自然循環(huán)分析模型,為設(shè)計(jì)CPU重力熱管提供定性分析,得出影響制冷劑自然循環(huán)傳熱性能的關(guān)鍵因素,為實(shí)驗(yàn)研究提供指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)根據(jù)蒸發(fā)器強(qiáng)化換熱特性研究和系統(tǒng)性能進(jìn)行研究,分析系統(tǒng)熱阻,得出影響其換熱效率的關(guān)鍵因素和CPU核心溫度的變化規(guī)律研究結(jié)果表明:入水溫度和給水流量影響冷凝器的傳熱性能、蒸發(fā)器處理表面影響蒸發(fā)器的汽化情況、制冷劑工質(zhì)種類和充注量影響CPU重力熱管的流動(dòng),從而影響CPU重力熱管整體傳熱性能。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可以對(duì)CPU重力熱管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以滿足服務(wù)器高效穩(wěn)定運(yùn)行需求。最后根據(jù)改造的服務(wù)器CPU重力熱管搭建一個(gè)采用液冷冷卻方式的計(jì)算機(jī)房,并且利用PLC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)房系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)控、危險(xiǎn)報(bào)警以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄,根據(jù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄,進(jìn)行了液冷服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行特性和能耗分析,運(yùn)用CPU重力熱管,使服務(wù)器在滿負(fù)荷工作條件下,系統(tǒng)能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)比分析液冷服務(wù)器系統(tǒng)與風(fēng)冷服務(wù)器系統(tǒng)兩個(gè)典型工況,液冷散熱占液冷服務(wù)器整體能耗的62%~65%,比普通服務(wù)器1小時(shí)節(jié)省空調(diào)功耗18813.6 kWh用電量,占普通服務(wù)器空調(diào)功耗的68%。整個(gè)液冷服務(wù)器系統(tǒng)的PUE數(shù)值在1.05~1.09之間,比目前大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心的PUE數(shù)值低29%左右,滿足建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心的需求。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP332

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