Mga Tree Exchanger sa mga Data Center

Orihinal na artikulo ng HEXNOVAS

Mga Tree Exchanger sa mga Data Center

Mga Tree Exchanger sa mga Data Center

Ang mga modernong sentro ng datos ay mga sistema ng enerhiya. Ang mga heat exchanger ay gumaganap bilang thermal interface sa pagitan ng IT likido loops, tubig ng pasilidad, libreng cool, at basura init reuse networks.

Ang mga modernong sentro ng datos ay hindi na simpleng mga silid pangsilbi. Ang mga ito ay masalimuot na mga sistema ng enerhiya na pinagsasama - sama ang pagpapalamig, pagkontrol sa kuryente, at pag - aaksaya sa pagbawi ng init. Gaya ng ipinakikita sa sistemang dayagram, ang mga heat exchanger ay bumubuo ng core thermal interface sa pagitan ng IT at panlabas na imprastraktura ng enerhiya.

Sa halip na magsilbing nakabukod na mga sangkap, ang mga heat exchanger ay kumikilos bilang mga tulay na thermal, na nag - uugnay sa panloob na likido na nagpapalamig sa mga loop sa mga sistema ng tubig sa pasilidad, malayang mga yunit ng pagpapalamig, at mga sistema ng muling paggamit ng init.

1) Sistema ng Paglamig — BPHE (Brazed Plate Heat Exchanger) Sa loob ng CDU

Sa bahaging pampalamig, matatagpuan ang mga heat exchanger sa loob ng Coolant Distribution Unit (CDU). Pinaghihiwalay ng BPHE ang dalawang independiyenteng sirkito:

• ISANG malamig na presilya (nakakabit nang tuwiran sa mga server)
• Pasilidad ng tubig prepusyo ng mukha (dinadaglat na tubig o pinalamig na tubig)

Ang BPHE ay naglilipat ng init mula sa likidong server tungo sa paggawa ng tubig nang hindi hinahalo ang mga likido.

Karaniwang mga parameter

• Ito'y nakasilo: 30–45°C
• Ito ay nakasilong palabas: 20–30°C
• Nagpapalamig ng kapasidad kada BPHE: 200–1500 kW
• Panggigipit sa disenyo: 10–25 bar
• Malapitang temperatura: 2–4 K

Dito, tinitiyak ng tagapagpalitan ng init ang matatag na operasyon ng server, pagkabukod ng kuryente, at kahusayan sa paglilipat ng init sa isang siksik na espasyo.

2) Walang Pagpapalamig — Maiinit na Tatapon Bilang Pangkapaligirang Interface

Sa bahaging malayang nagpapalamig, pinag - uugnay ng mga tagapagpalitan ng init ang panloob na mga presipitasyon sa tuyong mga mas malamig na lugar, pinalalamig ang mga tore, o mga pinagmumulan ng tubig sa paligid. Sa halip na gumamit ng mga pampalamig, direktang ginagamit ng sistema ang hangin o tubig sa labas.

Karaniwang operasyon

• temperatura ng malamig na tubig: 12–18°C
• Malayang pagpapalamig ng bintana: 40–70% ng taunang oras ng pagpapatakbo
• Nakatitipid ng enerhiya: 15–30%

Sa senaryong ito, ang heat exchanger ay nagiging hangganan sa pagitan ng sentro ng datos at ng likas na kapaligiran.

3) Pag - aalis ng Init — Tagagatong ng Init Bilang Pang - export Defire ng Enerhiya

Ipinakikita ng ibabang bahagi ng larawan kung paanong ang mga tagapagpalitan ng init ay nagpapangyaring muling magamit ang init. Ang muling nasaklaw na mainit na tubig ay inililipat sa mga gusaling tanggapan, mga sistema ng pagpapainit sa distrito, o mga sistema ng mainit na tubig sa loob ng bahay.

Karaniwang mga parameter ng heat revival

• Mainit na temperatura ng tubig: 30–55°C
• Taunang oras ng paggamit: 6000–8000 oras
• Pagbawas ng CO₂: hanggang 40%

Sa papel na ito, binabago ng tagapagpalit ng init ang sentro ng datos mula sa isang purong tagakonsumo ng enerhiya tungo sa isang tagatustos ng enerhiya.

Kontribusyon sa Inhinyeriya

Mula sa pagpapalamig hanggang sa malayang paglamig at pagbawi ng init, ang mga heat exchanger ay hindi na mga kagamitang auxiliary. Sila'y kumikilos na gaya ng:

• Ang Maiinit na interface
• Mga sentro ng paglilipat ng enerhiya
• Mga sangkap na pinagsasama - sama ng sistema

Sa mga susunod na-generation data center, ang mga heat exchanger ay hindi lamang bahagi ng sistema ng pagpapalamig – ang mga ito ay core imprastraktura para sa digital energy management.

FAQ — Mga Tagatinda ng Init sa mga Data Center

Sa loob ng isang Coolant Distribution Unit (CDU), ang pinakakaraniwang ginagamit na tipo ay isang Brazed Plate Heat Exchanger (BPHE).

Mga dahilan:

• Maliit na sukat para sa rack-level o room-level integration
• Hindi kaya ng mataas na heat transfer
• Mababang temperatura (2–4 K)
• Mataas na kakayahan sa presyon (10–25 bar karaniwang)
• Walang panganib na tumagas ang gasket

Para sa mas mataas na mga kapasidad (sa ibabaw ng ⁇ 1.5 MW), maaaring gamitin ang mga gasketed plate heat exchangers (GPHE) o plate-and-shell heat exchangers (PSHE).

Ang isang Gasketed Plate Heat Exchanger (GPHE) ay karaniwang ginagamit kapag:

• Nagpapalamig ng kapasidad na lampas sa 1–2 MW
• Kailangang maging madali ang pag - aasikaso
• Ang kalidad ng tubig ay maaaring mangailangan ng mekanikal na paglilinis
• Mahalaga ang long-term serviceable

Ang mga yunit ng GPHE ay nagpapahintulot ng pag - aalis at paglilinis ng plato, ginagawa itong angkop para sa malalaking instalasyon ng halaman sa gitna.

Oo, subalit hindi gaanong madalas. Ginagamit ang mga ito kapag:

• Kailangan ang labis na pagkamaaasahan
• Mahina ang kalidad ng tubig
• Malaki ang panganib na matigilan
• Napakaraming daloy ng tubig ang umiiral

Gayunman, karaniwan nang mas malaki ang bakas ng kanilang paa, mas mababa ang kalidad ng vs plate, at mas mataas ang temperatura.

Para sa mga modernong high-density data centers, ang plate heat exchangers ay pangkalahatang pinipili.

Karaniwang mga opsyon:

• GPHE — pinakakaraniwan sa pagsasama-sama ng gusali-side
• BPHE — para sa mga sistemang modular o mas maliliit
• Inday na pinggan — para sa mas mataas na presyon o glycol cloud

Ang pagpili ay depende sa kimika ng tubig, estratehiya sa pagmamantini, temperatura, at kakayahan.

• GPHE / PSHE para sa pagsasanib ng init sa distrito
• Plate-and-shell para sa mas mataas na mga network ng presyon
• Double-wall exchangers kapag kinakailangan ang kaligtasan ng paghihiwalay

Kapag iniluluwas ang init sa mga sistema ng pagpapainit sa distrito, ang mga presyon ng disenyo ay maaaring lumampas sa 16–25 barangay, na nangangailangan ng mga pinatibay na plato o indibidwal na istraktura.

• Napakatataas na kakayahan sa paglilipat ng init
• Mababang temperatura ng paglapit (mapanganib para sa pagpapalamig ng likido)
• Malambot na bakas ng paa
• Ang pagiging ligtas ng mga modular
• Ibabang refrigerant/coolant charge
• Mas madaling pagsamahin at ang mga sistema ng pagkuha ng enerhiya

Plates: 316L (pinakapangkaraniwan), 304 (mababang kalawang), Titanium (partikular na tubig)

Pag - aalsa: Copper (standard), Nickel (mabagsik na likido)

Kaskets (para sa GPHE): EPDM (tubig), NBR (langis), FKM (mataas na temperatura)

Ang mahusay na disenyo ng heat exchanger ay nakababawas sa malamig na karga, nagpapabuti sa malayang pagpapalamig ng bintana, nagpapangyari sa mas mataas na mga temperatura ng suplay, at sumusuporta sa muling paggamit ng init — tuwirang nagpapababa sa pagkonsumo ng enerhiya at pagpapabuti ng PUE.

Sa mga sentro ng likido-cooled data, ang heat exchanger ay isa sa mga pangunahing determinant ng thermal eficity.

• Pagpapalamig ng kapasidad (kW o MW)
• Lumapit sa temperatura
• Bumaba ang mga Hangganan ng Panggigipit
• Ang kimika ng tubig
• Pag - a - access
• Mga kahilingan sa pagbabawas
• Ang pagiging ligtas sa hinaharap

Ang tamang pagmememesa ay kritikal dahil ang undersizing ay nagpapataas ng temperaturang lumalapit, habang ang labis na pag-eebolb ay nagpapataas ng halaga ng kapital.

Maaaring kailanganin ang double-wall heat exchangers kapag:

• May panganib ng cross-contamination
• Ang mga likido ay dapat na manatiling lubusang nakabukod
• Kailangang matuklasan ang mga pamantayan sa pagsunod sa mga pamantayan ng seguridad

Ang mga ito'y naglalaan ng mas ligtas na paraan subalit tumataas ang halaga at bakas ng paa.

Pilow Plate Heat Exchangers sa Data Centers

Ang unan plate ba ay heat exchangers na ginagamit sa mga data center? Oo — subalit hindi karaniwan sa loob ng CDU.

Mas karaniwang ginagamit sa: Pilow plate heat exchangers ang Pillow plate heat exchangers.

• Mga palitan ng init sa pinto (RDHx)
• Pinalalamig ng Immersion ang mga pader ng tangke
• Mag - aksaya ng heat revival module
• Mga panel na pampalamig ng ngipin

Kung Saan Idinarayo ang mga Plate

Karaniwang paglalagay

• Mga panel na pampalamig ng rear-door: malaking lugar sa ibabaw, pantay na distribusyon, mababang presyon na bumababa
• Mga tangke ng Immersion: malalaking magkadugtong na panel na nakakabit sa mga dingding ng tangke o sa panloob na mga ibabaw na pagpapalamig
• Mga skid sa pagbawi ng init: mainit na water transfer modules na may malalaking patag na mga ibabaw na paglipat ng init

Kung Bakit Hindi Karaniwan ang mga Plate ng Pillow sa mga CDU

Kung Kailan Tama ang Pagpili ng Pilí

• Makakakuha ng malalaking patag na ibabaw
• Kailangan ang pagsasama - sama ng mga gusali
• Ang katamtamang densidad ng heat flux ay tinatanggap
• Mas gusto ang lubusang nagkakaisang pagtatayo
• Kailangan ang mahigpit na pagpaparaya

Inhinyeriyang perspektibo: Sa modernong high-density AI data centers, ang BPHE/GPHE ang nangingibabaw sa mga aplikasyon ng CDU; Ang mga unan plate ay sumusuporta sa mga stack-level at paglulubog sa tubig na nagpapalamig ng mga istraktura; Ang mga disenyong composed plate o plate-and-shell ay ginagamit para sa district heating export.