中国移动设计院有限公司项目经理娄晓军:热管背板应用实践

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中国移动设计院有限公司项目经理娄晓军:热管背板应用实践 9月27日，在开放数据中心委员会的主持下，由百度、腾讯、阿里巴巴、中国电信、中国移动、中国信息通信研究院和英特尔共同主办的2016ODCC开放数据中心峰会在北京隆重举行。中国移动设计院有限公司项目经理娄晓军下午在ODCC数据中心解决方案分公司发表了题为《热管背板应用实践》的演讲。 9月27日，在开放委员会的主持下，由百度、腾讯、阿里巴巴、中国电信、中国移动、中国信息通信研究院和英特尔共同主办的2016ODCC开放数据中心峰会在北京隆重举行。ODCC数据中心解决方案分公司下午，中国移动设计院有限公司项目经理娄晓军发表了题为《热管背板应用实践》的演讲。以下是演讲的全文:

中国移动通信集团设计院有限公司项目经理娄晓军

大家好，我是中国移动设计院的娄晓军。这是我第一次参加ODCC会议。我有点紧张。然而，作为一名技术人员，我仍然欣赏ODCC参与分享的想法。今天，我想和大家分享热管背板的应用实践，有些人也知道。

演讲主要介绍，一是介绍热管的原理，二是介绍热管的技术路线，以及现有机房的改造方案，新的数据中心建设方案，热管背板的可用性评估。

热管背板最早的原理是一组传热元件，通过内部相变进行传热。最早的热管是单体的上下管，主要通过毛细管进行气液转换和传输。在再工程应用中，我们通常使用单独的热管。热管将它分开。最常见的分离式热管是真空热水器。其工作液体的回流不取决于毛细管，而是取决于冷凝段之间的高度差。热管应用的基本路线如下:2009年和10年间，中国移动在8个省进行了长达7个月的基站中型测试。这种热管相对容易。它直接在室外使用空气冷却，并且部分时间运行。它可以在任何需要的时候使用。基站空时无法调整以查看效果。这是基于户外效果。其节能效果相当明显。最后，制定了企业标准，并组织了单位的集中集合。在过去的12年中，我们尝试在机房的一些处理不好的地方使用热管背板的一些解决方案，改善机房的温度组织，减少和消除局部过热，在这个阶段，我们也提出了一些改造的想法，如山西和重庆。之后，发现该方案本身对于空调整的结束仍然是更好的解决方案。新建的数据中心从13年逐步提升到16年。现在它是一个小规模的试点型试点。最后，确定了热管背板集中采购的一些企业标准。目前，该项目总装机容量已达1万台。现在有可能购买成千上万件，这也是一个分期付款的阶段。

让我们介绍热管背板的气流组织。它本身相对简单。这是一个架子的末端。入口空气与出口空气处于同一高度。在服务器的出口和背板热交换器之间将有一个空空气的冷却处理，以便整个计算机室能够保证温度。模拟的流线很短，因此整个机房不会有大的空远距离送风，会有很大的负压区，因此机房的冷热和外部空空气渗透问题不会很严重。

此外，让我们介绍一下，我们谈到的热管背板是一个标准机柜，主要适用于这种后排气，不适用于带有上排气和侧排气的非标准机柜。例如，目前是10，000，000。它曾尝试使用这种解决方案，但事实上，一些大功率设计都是向前和向前的，而不是那种尾部排气。这实际上是不可能解决的，一些左入右出的也不适合使用。然而，我们建议额定功耗应该在15千瓦以内，这不是绝对的。考虑到热交换器的厚度和重量，15千瓦基本上可以满足大部分需求，因为打开了门。

首先，我们是山西现有机房的改造工程。我们经常遇到小型机的热度。传统的计算机房配备了几台小型计算机。这是595台小型机。当时，耗电量约为8千瓦，安装后发现非常大。我们还在这里增加了一些空的房间。然而，当地的现象仍然相当明显。有时候，当没有办法把小型机隔离在机房里时，小型机就会被分散和隔离，四架战斗机就会被打开，以尽可能地把风弄出去。更不用说任何节能措施了，就是尽可能降低温度。但是，我们在这个区域看到了几个列，因为当时的规划中没有包括风量。事实上，空气量是不够的。后来，我们在这个部件上加了一个背板，这是房间外面的一个小屋顶，这个部件是一个热管内的水热交换器，放在工厂外面。结果比较仍然非常重要。在那个时候，这个数字是一个图像，这个加了一个背板，温度非常理想。这件作品不是直接添加的。相比之下，温度非常高。

水温被认为是干热交换，以确保机房的安全。这是修改计划。又过了13年，我们觉得该方案可以推广，安全性和一些节能特性也可以研究。然后，考虑到实际工程中的一些因素，我们提出了一种新型热管的背板方案。热管背板方案的主要部分是背板、热交换器和这一侧的冷水。我们还抽出了冷水。铜管有一个气管和一个热管。加热相变后，蒸汽会直接把它推回去。只要有热，热就是它的重力，而重力是热管循环的动力，它可以在自循环中流动。这是一个简图。

此外，我们的新计划没有环境空调整，包括我们增加热管背板的钢铁改造计划，空调整仍然存在。只有热管背板用于控制环境温度，但由于湿度，机柜的空调节不能用于控制湿度。热管背板本身是一个完全显热端。当然，该系统的热管背板上增加了一个PCU热交换器，使得系统更加复杂。然而，通过这一点我可以减少在计算机房中更复杂的防水措施的处理。另一个是不需要给空气管道加盖，这是降低复杂性的一个特征。

我们的计划是这样的。从空调整角度考虑，液管在下方，气管在上方。这种策略有一个特点。它需要稍微提高机器的位置，应该是大约10到20厘米。最后，我们还有案例的图片。DCU尽可能靠近橱柜区，但我们不把它放进去，尽可能靠近，然后放更多的水管，但不要占用太多的水管，因为我们有时会发现DCU不在同一层楼，所以铜管不利于维护。

这是我们箱子里的一些照片。主要安装过程是这样的。首先，在室外，然后在室内，上部和管道安装在计算机房，然后安装下部。这是一个序列。这种水管和热交换器在室外的安装还比较早。我们已经把这个做得更紧凑了。如果这个设计得更好，安装起来会更方便。这些空气管道的相对位置将首先在室内规划，然后安装，包括必要的阀门和支架。因为空应该足够了。

刚才我提到最好在它下面有一个括号。橱柜都在支架的顶部。橱柜就位了。我们将为下液管的安装制作另一个保护性的覆盖缝，它由钢板制成，否则很容易暴露。这是热管背板的外观和安装后的外观。这个大约10千瓦，这个有不同的型号。它应该是5千瓦到10千瓦。最重要的是介绍这件作品。有时候，如果你谈论形式，你仍然有一些疑问。例如，如果这篇文章有一些缺点，首先，在节能方面，这篇文章比较容易理解。简单地说，0+音结束时的风频散占电视等级的不到0.015。从能源效率比空音喜欢说，如果你去测试，最后一个国家实验室测试，获胜的一个达到90%，相比传统的0.1或0.9，节能率可以达到85%，因为空调阻力不到2米。

从安全角度来看，当我们设计机柜时，温度在24度以内，背板的吸气温度在35度以内，这是相对保守的，因为作为一般的数据中心提供商，不仅很难大幅度提升数据，而且现场温度通常在24度左右，环境温度非常稳定，对于35度的服务器来说根本没有压力。随着风扇的采用，可以看出绝对不需要一两个风扇。因为球迷是最感人的部分，如果有错，应该是球迷鼓掌。形势是最重要的。因此，我们建议至少有六个粉丝，所有粉丝都应该是DC粉丝。服务器使用的风扇基本上没有什么不同。风扇的维护和更换会影响使用。事实上，热管中使用氟利昂，与风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷风冷

还有一点很重要，因为它是一个热管背板和一个移动部件，所以有必要强调需要对连接端口的处理设置一些保护措施，以免使管道变形或容易疲劳损坏。我们要求整个更换周期不得超过30分钟。

最后一个重点是冗余设计，因为昨天，一个人告诉我，只有一个机柜可以由一个热管板处理。许多人可能会有这个问题。让我介绍一下，事实上，这种冗余方法有许多不同之处。最常见也最容易理解的是双重系统。一个后门被用作门，用另一个来代替是没有用的。当然，这是最容易的，也是最安全的。双轨制，但对我们来说，现在都是减少分配。因此，双元制投资仍有其总体规模。由于两个背板和各种因素，我们仍然发现它相对困难。因此，我们实际上使用的是分流设计。如果一行有17个机架，我们将分别建立一个单一系统和一个均匀系统。如果存在单点故障，其故障点的最不利因素如下图所示。即使有一个单点故障，单数也会有一个双序列，整个输出将是热空气。然而，由于热管的系统容量的冗余，当他感觉到周围的高温时，相对的热管在背靠背的两排中最大限度地打开风扇。通过降低温度，服务器的吸力实际上不是直接绕过，而是在热通道混合后绕过。这实际上是一个数字算法。事实上，由于这涉及到一些组织的影响，我们仍然依赖于实际的测试，所以目前的情况如下。在最不利的情况下，我们的故障不超过27度，通常不超过24度，并且故障不超过30度。根据新的国家标准，故障可达15至32度。如果我们再放松一点，我们可以让这个多余的系统工作。

另一个是案例分享。一个来自北京，另一个来自内蒙古，另一个由某个单位托管，这是一个类似于重庆数据中心OCC的热管。这也是我们将再次考虑的一项研究。谢谢你！