边缘计算的热管理要求

边缘计算在网络设施的“边缘”或附近提供数据处理能力。通常服务器包含在一个微型数据中心中，只有一个或两个机箱。对任务至关重要的数据，例如组件故障或软件缺陷，可以在现场实时捕获和使用。边缘计算在捕获带宽密集型和延迟敏感数据进行分析、降低运营成本和提高能源效率方面非常有价值。低优先级的数据可以发送到云或远程数据中心。

公司正在认识到将边缘计算纳入其流程的重要性。然而，一个基本的机架式外壳仍然是一个挑战。在边缘计算中，服务器机架密度和占用空间小是提供近用户计算数据的关键组件。然而，服务器机架的功耗转化为热量，对IT系统来说是致命的。空间越小，温度上升得越高。因此，热安全是重中之重。

边缘冷却要求清单

为了确定边缘计算微中心的正确冷却解决方案，并准备一个允许中心正确大小的计划，评估边缘计算的明显障碍。

在边缘数据中心的所有关注点中，冷却能力一直是主要关注的焦点。需求清单包括:

• 选择与边缘数据中心的热输出相匹配的气候控制系统
• 为每个服务器机架提供充足的气流
• 确保冷却和冗余系统的运行可靠性
• 保持恒定的可接受的温度和湿度
• 具有机架级和整个边缘数据中心的可伸缩性选项。

边缘计算中的变量评估

边缘计算中的散热和固有的热问题需要模块化的气候控制系统。边缘计算的节能和先进的气候控制和冷却概念考虑了这些变量:

• 温度
• 湿度
• 气流的速度和压力
• 已安装部件的热损耗。

在设计阶段考虑这些基本标准和变体:

• 应安装哪种类型的液冷包(LCP)冷却系统?是否使用以水或制冷剂为基础的系统取决于环境和供水的可用性。
• 机架和机箱的数量是否需要冷热通道?冷通道密封通常需要架空地板。如果一个空间正在改造以容纳机箱架，这种设计考虑可能会影响决策。
• 货架内应保持多少平均温度?它仍然被广泛接受，机架应保持在较低的温度，不超过68至72°F。所需的设定值温度部分取决于机架框的热输出计算。对于人口密集的边缘中心，可能需要额外的冷却功率来抵消更高的热负荷。
• 冷却空气所需的体积流量是多少?计算每个中心的气流需求取决于机架的需求，以设计有效的气流策略。机架式、内联式或组合式都可能是正确的解决方案。
• 环境条件如何?任何方向的极端温度都会影响维持机架可接受环境所需的能量。环境温度有助于或阻碍冷却的程度取决于系统的效率和机架的密度。
• 气流将被引导到哪里?引导较冷的气流到机架的前面是可取的，但如何将热空气排出?小型数据中心的标准气流管理带来了不同的设计挑战。
• 负载波动是否存在?这些波动对冷却响应时间有什么影响?如果数据中心的运行将看到能源使用的变化，那么所选择的冷却系统应该能够适应电力需求的变化。
• 系统是否应该可扩展以适应未来的扩展?如果需要额外的计算能力，拥有一个可以适应吠叫或可以在现有需求基础上支持额外机架冷却的系统将消除成本。

冷却边缘计算微中心可以通过液体冷却系统最有效地实现，无论是基于内联的，基于机架的，还是两者的组合。有两种传热介质(水和制冷剂)可以与这些系统一起工作。水提供了特殊的冷却性能，非常适合边缘系统的高热量输出。基于制冷剂的冷却非常适合小型或中型边缘外壳，特别是在供水不容易获得的情况下。制冷剂冷却通常以较小的占地面积运行，在微中心效率高。在这两种情况下，能源效率都是一个考虑因素。

节能的IT气候控制系统考虑:

• 冷却系统的尺寸与实际功率要求相匹配
• 通过通道的分隔分隔服务器机架和房间空调的冷却
• 使用节能组件，如电子换向(EC)风扇，包括冷却压缩机的功率调节
• 保持冷却水和室温尽可能高
• 控制所有子系统并不断适应实际的冷却功率要求。

用于热管理的液体冷却包

由于数据中心将高性能服务器集中在更小的空间中，因此冷却这些系统的挑战更大。这些服务器机架的功率密度从每个机箱2- 8kw增加到超过100kw。

为机箱(基于套件或机架)提供液冷包(LCP)可以有效地散热IT机架。应用可能包括通道密封或单或双it机架机箱的闭环冷却。

lcp是一种可靠的，具有成本效益的冷却手段，可提供3kW的冷却能力，最高可达60kW。LCP设备支持it兼容的冷却，通过智能控制，自由冷却和额外的风扇，可以保持稳定的体积流量和恒定的冷却输出，可以实现高达50%的节能。

在狭小空间的IT数据中心中，例如边缘计算，热量积聚很快，与外壳匹配的LCP可以提供有效的闭环冷却。采用高性能EC风扇技术，制冷剂冷却空气针对机架。服务器独立于环境空气冷却，很容易适应一个外壳或模块化系列。

某些lcp是为封闭套件设计的。来自机房或设备后部热通道的热风被大容量变速压缩机高效制冷，冷却后被引导回机房或冷通道。

LCP的其他特性可能包括空气路径控制、占地面积小、延长风扇寿命的设计、冗余风扇设计和高效的冷空气流动。

保护设备与热管理

在许多行业，转向边缘计算都是有意义的。随着物联网(IoT)中可用数据量的迅速增加，减少分析延迟的必要性，以及传统数据中心可用带宽的有限数量，边缘计算解决了这些问题。了解边缘计算环境的需求与任何数据中心的清单没有什么不同:计算热量输出，提供足够的冷却，确保可靠性和可扩展性。

使用边缘计算，微中心的占地面积更小，需要更仔细地观察设备相对于中心尺寸的比例，并严格设置每个组件的容量参数，以高效可靠地执行。

当可以利用外部空气进行散热时，可以增加一年中间接自然冷却的比例。这样既能减少能源消耗，提高效率，又环保。

随着密度的不断增加和对更大容量的需求，从边缘应用程序到大型传统数据中心的重要IT数据的保护需要可靠性和热管理产品的选择。节能设计降低了运营成本，同时IT组件满负荷工作。

汉斯•鲍曼是Rittal公司的产品经理。编辑:Emily Guenther，副内容经理，控制工程， CFE传媒，eguenther@cfemedia.com。

更多的建议

关键概念

• 需求考虑边缘计算
• 定义边缘计算及其好处
• 如何保护设备有适当的热管理。

考虑一下这个

有什么好处除了节能，更高效的外壳冷却还能带来什么?

在线额外

工程师新产品数据库有更多关于Rittal的信息液体冷却包LCP机架DX。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。