發(fā)布時(shí)間：2017-06-10 04:09

  本文關(guān)鍵詞：水冷型熱管散熱系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著信息化時(shí)代高速發(fā)展,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求爆炸式增長(zhǎng),傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機(jī)房的制冷方式已經(jīng)不能滿足IT設(shè)備的擴(kuò)展以及部署高密度計(jì)算機(jī)設(shè)備的散熱需求。為解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心存在的高能耗、能源利用效率低以及散熱能力不足等問題,提出一種新型的數(shù)據(jù)中心散熱解決方案-水冷型熱管散熱系統(tǒng):即以“液冷為主、風(fēng)冷為輔”的雙通道的精準(zhǔn)致冷系統(tǒng),通過水冷型熱管散熱器將服務(wù)器內(nèi)部主要發(fā)熱元件的熱量帶到服務(wù)器外,經(jīng)由板式換熱器將熱量傳輸至冷卻塔,最后利用自然冷源進(jìn)行冷卻。針對(duì)曙光天闊I620-G15和華為Tecal RH2288服務(wù)器設(shè)計(jì)了水冷型熱管散熱器,其結(jié)構(gòu)包括熱管、水冷板和基板,并對(duì)各部件進(jìn)行選型及制造工藝進(jìn)行分析。通過對(duì)工作介質(zhì)、吸液芯結(jié)構(gòu)和蒸汽與液體流動(dòng)壓降的分析,選擇以水作為工質(zhì)、管徑為8mm、齒數(shù)為68、壁厚為0.5mm,具有滲透率高的溝槽式熱管。選擇6061鋁合金作為水冷板材質(zhì),采用真空釬焊工藝焊接,并進(jìn)行泄露測(cè)試。最后通過回流焊工藝完成水冷型熱管散熱器的熱管、水冷板和基板的連接。利用Icepak軟件對(duì)服務(wù)器級(jí)水冷型熱管散熱系統(tǒng)和風(fēng)冷型散熱系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析與比較,在進(jìn)水溫度25℃、進(jìn)水速度為0.2m/s的情況下,水冷型熱管散熱系統(tǒng)CPU最高溫度低于50℃,CPU和硬盤溫度降低20℃以上,內(nèi)存溫度降低10℃以上,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)試,進(jìn)一步驗(yàn)證水冷型熱管散熱系統(tǒng)可行性和優(yōu)越性。從水冷型熱管散熱器的工藝性和影響因素兩方面,分析基板和熱管的換熱溫差、水冷板進(jìn)出水溫差和CPU溫度與環(huán)境溫度、CPU負(fù)載、進(jìn)水溫度以及進(jìn)水流量等因素的關(guān)系,并通過數(shù)學(xué)建模推導(dǎo)出他們之間的關(guān)聯(lián)公式。最后,搭建了水冷型熱管散熱系統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)機(jī)房,對(duì)其能耗、PUE值和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在數(shù)據(jù)中心中使用水冷型熱管散熱系統(tǒng),不但可以消除服務(wù)器熱島效應(yīng),還可以提升單機(jī)架平均運(yùn)行功率至25kW和機(jī)房裝機(jī)密度增加200%以上,空調(diào)系統(tǒng)能耗約19.2%-30.6%,使PUE可以達(dá)到1.2以下。
【關(guān)鍵詞】：服務(wù)器 散熱 水冷 熱管 Icepak PUE
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP308
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 引言10-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-26
• 1.2.1 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)15-20
• 1.2.2 液冷散熱系統(tǒng)20-26
• 1.3 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容26-29
• 1.3.1 選題來源26
• 1.3.2 研究目標(biāo)26
• 1.3.3 研究?jī)?nèi)容及方法26-29
• 1.4 本章小結(jié)29-30
• 第二章 水冷型熱管散熱器結(jié)構(gòu)及制造工藝研究30-48
• 2.1 水冷型熱管散熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介30-32
• 2.2 水冷型熱管散熱器制造工藝32-47
• 2.2.1 熱管的選型及制造工藝32-39
• 2.2.2 水冷板熱設(shè)計(jì)與制造工藝39-44
• 2.2.3 水冷型熱管散熱器的焊接44-47
• 2.3 本章小結(jié)47-48
• 第三章 數(shù)據(jù)中心水冷型熱管散熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)分析48-69
• 3.1 風(fēng)冷型散熱系統(tǒng)和水冷型熱管散熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬分析48-56
• 3.1.1 數(shù)值模擬步驟49-52
• 3.1.2 數(shù)值模擬結(jié)果52-56
• 3.2 風(fēng)冷型散熱系統(tǒng)和水冷型熱管散熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析56-68
• 3.2.1 測(cè)試工具57
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試步驟57
• 3.2.3 測(cè)試結(jié)果57-68
• 3.3 本章小結(jié)68-69
• 第四章 水冷型熱管散熱器工藝性及影響因素分析69-88
• 4.1 水冷型熱管散熱器工藝性分析69-80
• 4.1.1 測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)及原理69-72
• 4.1.2 基板與熱管的換熱溫差分析72-76
• 4.1.3 水冷板進(jìn)出水的換熱溫差分析76-80
• 4.2 水冷型熱管散熱系統(tǒng)影響因素分析80-87
• 4.3 本章小結(jié)87-88
• 第五章 數(shù)據(jù)中心水冷型熱管散熱系統(tǒng)節(jié)能性分析88-96
• 5.1 水冷型熱管散熱系統(tǒng)能耗分析88-89
• 5.2 水冷型熱管散熱系統(tǒng)PUE計(jì)算及測(cè)試89-94
• 5.2.1 水冷型熱管散熱系統(tǒng)理論P(yáng)UE計(jì)算89-91
• 5.2.2 水冷型熱管散熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)機(jī)房PUE測(cè)試91-94
• 5.3 水冷型熱管散熱系統(tǒng)效益分析94
• 5.4 本章小結(jié)94-96
• 結(jié)論96-98
• 參考文獻(xiàn)98-104
• 附錄104-114
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果114-117
• 致謝117-118
• 附件118

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