Сократите потребление энергии на охлаждение центра обработки данных на 80 % с помощью электромагнитных клапанов Kick &Drop

Грег Уэйнхаус, региональный менеджер по развитию бизнеса, отдел промышленной воды, Северная Европа

В современных центрах обработки данных с высокой плотностью размещения жидкостное охлаждение непосредственно на кристалле имеет важное значение для управления теплом, выделяемым высокопроизводительными процессорами, рабочими нагрузками искусственного интеллекта и облачной инфраструктурой. В основе этих систем лежат быстродействующие электромагнитные клапаны, которые обеспечивают точное управление потоком, предотвращая перегрев сервера и поддерживая бесперебойную работу.

Несмотря на то, что постоянная подача питания на электромагнитные клапаны жизненно важна, она увеличивает потребность в энергии и увеличивает эксплуатационные расходы. На тысячах серверов, работающих круглосуточно и без выходных, даже небольшое повышение эффективности клапанов может привести к существенной экономии и повышению устойчивости.

Технология катушек Kick &Drop решает эту проблему. Используя мощный «толчок» для приведения в действие клапана и низкоэнергетическую фазу «падения» для удержания его в нужном положении, система может снизить энергопотребление клапана до 80 %, помогая операторам достичь целевых показателей эффективности и снизить выбросы углекислого газа.

Подпишитесь на PII и получите:

Наш давно существующий цифровой журнал Process Industry Informer, выходящий раз в два месяца. , где представлены эксклюзивные статьи, новости и обновления из перерабатывающих отраслей, а также комментарии трех наших отраслевых экспертов:

Шон Моран

Гэвин Смит

Дэйв Грин

ПЛЮС:

• Обзор перерабатывающей отрасли – наш еженедельный электронный информационный бюллетень.
• Подкаст с личными данными
• Специальные сообщения от наших рекламных партнеров.

Грег Уэйнхаус объясняет:

Растущая важность эффективного охлаждения центров обработки данных

Эффективное управление температурным режимом является основой надежной работы центра обработки данных. Без точного охлаждения серверы могут перегреться, что приведет к снижению производительности, сокращению срока службы оборудования и увеличению риска простоя.

Прямое охлаждение кристалла стало предпочтительным методом для многих современных предприятий. При таком подходе тепло, выделяемое серверными микросхемами, передается непосредственно на холодные пластины, установленные на каждом процессоре. Через эти пластины циркулирует водно-гликолевая смесь, отводя тепло за счет принудительной конвекции.

Нагретый хладагент затем поступает через коллектор в охладитель или теплообменник, где охлаждается перед возвращением на холодные пластины для следующего цикла.

Поддержание достаточного потока охлаждающей жидкости имеет решающее значение. Предпочтение отдается электромагнитным клапанам, поскольку они обеспечивают быстрое реагирование, необходимое для соответствия постоянно меняющимся требованиям процессоров, которые могут переходить от простоя к полной нагрузке за миллисекунды. Их электрическое управление позволяет автоматически реагировать на сигналы датчиков температуры, а их компактная конструкция вписывается в ограниченное пространство коллекторов с холодными пластинами.

Понимание энергетических проблем

В типичном корпоративном сервере на материнской плате может быть один или два процессора и до восьми графических процессоров, каждый из которых требует отдельного охлаждения. Более продвинутые системы могут содержать десятки процессоров, каждый из которых имеет собственную охлаждающую пластину и клапан.

При умножении на сотни серверов в стойке и тысячи на объекте количество клапанов становится значительным, что делает их энергопотребление ключевым фактором эксплуатационных расходов и устойчивости.

Традиционные электромагнитные клапаны используют одну катушку, которая генерирует непрерывное магнитное поле, перемещая клапан в нужное положение и удерживая его там. Чтобы сохранять положение, клапан должен постоянно противодействовать возвратной пружине и давлению жидкости, поддерживая его под напряжением круглосуточно.

Как работает технология Kick &Drop

Технология Kick &Drop от Bürkert устраняет эту неэффективность благодаря более продуманной конструкции катушки, которая может снизить потребление энергии на целых 80 % на клапан.

В системе используются две обмотки катушки, заключенные в одну катушку из эпоксидной смолы, питаемые последовательно. Вместо постоянной мощности он подает высоковольтный «толчок» для быстрого перемещения клапана в положение – фазу срабатывания. Это происходит примерно за 500 мс, что достаточно быстро, чтобы успевать за быстрыми изменениями температуры.

После установки вторая обмотка инициирует фазу «падения», поддерживая на плунжере значительно более низкое напряжение и гораздо меньшую энергию. Перевозбужденная пусковая обмотка генерирует очень высокую пусковую мощность, используя около 85% энергии для быстрого перемещения плунжера и только около 15% для удержания клапана открытым.

Такое перевозбуждение также обеспечивает до 200 % большую мощность активации, чем традиционные конструкции, что позволяет использовать более высокие рабочие давления.

Для центров обработки данных, которые работают непрерывно, совокупная экономия значительна. В крупных установках с сотнями или тысячами клапанов снижение энергопотребления на 80 % может заметно сократить эксплуатационные расходы и выбросы углекислого газа.

Bürkert предлагает калькулятор энергии Kick &Drop и CO₂, позволяющий оценить как экономию энергии, так и потенциал снижения выбросов углекислого газа.

Повышенная долговечность и тепловые характеристики

Помимо экономии энергии, технология Kick &Drop повышает долговечность — важнейший фактор в критически важном охлаждении.

Снижение энергопотребления снижает выделение тепла, улучшая управление температурой во всем клапанном узле. Нагрев среды ограничен, а максимально достижимая температура ограничена 55 °C, что снижает риск кальцификации в системах, использующих очищенную воду.

Снижение рабочих температур также снижает тепловую нагрузку на ключевые компоненты, продлевая срок службы, сокращая объем технического обслуживания и сводя к минимуму отказы, связанные с перегревом.

Сравнение Kick &Drop с пропорциональным управлением

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — это альтернативный метод, который включает и выключает электромагнитные клапаны для управления средним током. Хотя ШИМ может снизить энергопотребление по сравнению с клапанами с постоянным напряжением, он требует дополнительного оборудования, сложности, вибрации и звукового шума – факторов, которые могут поставить под угрозу долгосрочную надежность и комфорт на рабочем месте.

Напротив, Kick &Drop сохраняет простоту и надежность, обеспечивая быстрое реагирование без недостатков быстрого переключения.

Интегрированные коллекторные решения для непосредственного охлаждения чипа

Клапаны — это лишь часть системы охлаждения. Интеграция коллекторов существенно влияет на производительность.

Команда инженеров Bürkert разрабатывает индивидуальные коллекторы, которые напрямую интегрируются с охлаждающими пластинами и инфраструктурой охлаждения, обеспечивая компактность и точную посадку. Интегрированные решения упрощают разработку продукции, снижают сложность проекта и ускоряют внедрение при работе с одним поставщиком клапанов и манифольдов.

Поддержка будущего высокопроизводительных центров обработки данных

Мировой рынок центров обработки данных быстро расширяется благодаря искусственному интеллекту, облачным вычислениям, высокопроизводительным вычислениям и растущему спросу на цифровые технологии. Поскольку плотность процессоров растет, а рабочие нагрузки становятся все более требовательными, эффективное управление температурным режимом становится все более важным.

Прямое охлаждение чипа будет играть центральную роль в удовлетворении этих потребностей, обеспечивая точный отвод тепла, необходимый для инфраструктуры следующего поколения. Технология электромагнитных клапанов остается важной, обеспечивая быстрое автоматическое управление потоком и защищающее дорогостоящие процессоры от резких колебаний нагрузки.

Операторы сталкиваются с растущим давлением необходимости сократить потребление энергии и достичь целей устойчивого развития. Поэтому повышение эффективности каждого компонента контура охлаждения имеет первостепенное значение. Технология Kick &Drop обеспечивает скорость, низкое энергопотребление и долговечность, необходимые для надежной и экологически ответственной работы центра обработки данных.

Узнайте больше здесь .

Контактная информация

О нас

Последние новости

Последние видео

Системы контроля жидкости Bürkert

Bürkert работает в тридцати пяти странах мира и работает с обширной сетью дистрибьюторов и партнеров, обеспечивая непосредственную близость к клиентам. Наше глобальное присутствие гарантирует полный сервис и поддержку на каждом рынке. Исследования стимулируют нашу компанию.

Мы никогда не останавливаемся на достигнутом и постоянно ищем новые технологии и решения для наших клиентов. Каждый год наши сотрудники разрабатывают передовые продукты, начиная от интегрированных блоков измерения и управления технологическими процессами и заканчивая сложными системами, используемыми в фармацевтических исследованиях. Чтобы оставаться впереди, мы вкладываем значительные средства в исследования и разработки.

В наших исследовательских центрах в Германии и Франции 150 человек посвятили себя построению лучшего будущего для нашей компании и наших клиентов. Наша приверженность к опыту распространяется по всему миру, гарантируя, что наши инновации в области контроля жидкости принесут пользу мировому рынку.

Кратко о том, чем мы занимаемся

Мы производим технологическое оборудование и предоставляем комплексные решения для полного контура управления.

Куда мы поставляем

Великобритания, Ирландия, Европа

Отрасли, в которые мы поставляем

Продукты питания и напитки, фармацевтика, косметика и туалетные принадлежности, водоснабжение и сточные воды

<ли> <ли>

FLOWave | Дозирование масла (английский)

<ли> <ли> <ли>

Модуль шлюза Feldbus ME43:Как работать с FLOWave (DE)