详解服务器机柜的散热技术(下)

作者:兰洋科技    时间:2021年11月25日    标签: 散热

承接上文,继续来讲讲服务器机柜散热那些事儿...服务器机柜散热技术分析依靠服务器机柜水冷散热技术能够实现吸入冷空气、排出热空气的循环,可以增强服务器机柜制冷效果,对提高服务器机柜散热效果有极大的促进作...

承接上文,继续来讲讲服务器机柜散热那些事儿...


服务器机柜散热技术分析


依靠服务器机柜水冷散热技术能够实现吸入冷空气、排出热空气的循环,可以增强服务器机柜制冷效果,对提高服务器机柜散热效果有极大的促进作用。

该技术利用稳定的冷却水源实现服务器机柜散热,具有良好工作性能和环保性能,服务器机柜散热技术主要有以下3种。


开放式机柜加水冷背板制冷法


开放式机柜加水冷背板制冷法能够提高服务器机柜的冷却能力,技术原理如图1所示。

图1.jpg

开放式机柜散热采用前门和后门分别设计的方式,在服务器机柜的后门设置水冷背板,在服务器机柜的前门设置通风口。

这种设计方式能够增加内部空气流通,空气流通的最大作用是将冷空气引入服务器机柜,将服务器运行产生的热空气排出,完成冷热空气交换。

同时开放式机柜散热方案加设了机柜内部热交换器,以此完成内部冷空气注入和热空气排出,形成了服务器机柜的内部冷循环体系。

这种制冷形式加快了制冷循环,加强了机房内单机柜内的制冷效果,单块水冷背板制冷量可达4~8 kW,配合机房空调使用,加上机房空调的制冷量,单机柜的制冷量可达8~12 kW。


封闭式水冷机柜散热技术


封闭式水冷机柜散热技术图如2所示,这种技术的基本原理是在一套封闭的空气循环系统内完成空气循环。

图2.jpg

封闭式水冷机柜散热技术依托全封闭式机柜,在良好的空间环境进行空气交换和共享,形成了相对独立的制冷系统循环,在一定程度上避免了能量损失。

封闭式水冷机柜散热技术内部循环系统采用风扇和交换管完成热交换,工作时机柜风扇吸收服务器背面排出的热风,从回风口送入盘管全热交换器系统中冷却,再将冷风从送风口送至服务器正面,灌入刀片服务器,依次循环,以达到对服务器的散热功能。

封闭式水冷机柜散热技术的可靠性较高,制冷系统效果较好,提高了服务器机柜内部空气循环系统应用水平,单机柜制冷量最大可达30 kW,能基本满足机柜内高热密度服务器的散热要求,适用于高热密度机房。


服务器CPU芯片散热技术


局部加装散热芯片也是服务器机柜散热的重要技术手段,实践证明造成服务器发热的主要部件是芯片,且芯片使用效率和使用寿命主要受散热处理技术的影响,在主要芯片部位加装散热装置是十分必要的。

采用CPU芯片高效散热技术,在主要芯片部位加装散热装置,可以提高服务器机柜内部器件的运行效率,增强散热数据服务器散热效果,进一步发挥散热系统的散热作用,保护重要部件。

目前,制约CPU芯片水冷散热技术广泛应用的原因之一是芯片狭小的内部空间无法满足水冷技术循环对空间的较大需求,有学者提出利用翅柱式结构散热器解决这一问题,未来CPU芯片水冷散热技术将更加成熟。

分析服务器机柜的散热技术可知,服务器机柜散热技术的应用,加快了制冷循环过程,提高了制冷效率,解决了高热密度机柜的散热效率问题。

主要优点如下:一是实现了绿色环保功能,用水作为制冷剂,非常节能环保;二是服务器机柜具有较好可靠性,能提高散热效果;三是能有效解决机房高密度散热问题,制冷效率高。


机柜冷却效率和冷却的措施


伴随着数据中心机房内高热密度机柜数量的不断增加,服务器机柜散热技术应用的重要性日益凸显。

以高热密度机柜散热要求为基础,对服务器机柜散热技术的优缺点进行对比分析,优化服务器机柜散热工作方案,不仅能够实现服务器机柜的节能降耗,提高机房运行的效率,还能合理调配资源,实现服务器机柜冷却效果的提升。

服务器机柜水冷制冷技术作为领域内最新的研究成果,其适用性、实用性和优越性十分突出,具备满足当前高热密度机柜散热要求的条件,可以应用于服务器散热系统。


在设计机房散热方案时,要将节能高效作为目标。机房散热方案的核心是利用水循环产生冷气,实现服务器机柜内部空气流通,完成热空气的排出和冷空气的导入,降低服务器机柜温度。

为确保机柜冷却效率和冷却能力,需要在机房加装内部空调系统,形成封闭式循环制冷系统,建设良好的室内空间环境。

同时结合服务器工作场景,采用与之相匹配的服务器机柜散热技术,利用服务器机柜后部有限空间设计冷却系统,最大程度保障服务器正常运行。

值得注意的是,由于水冷系统具有以水为介质的自身特性,需要定时对系统进行维护,避免服务器机柜水源泄漏造成损害。

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