Jak zwiększyć funkcjonalność urządzeń telekomunikacyjnych i obniżyć emisję CO2. Projekt badawczy Alcatel-Lucent BELL LABS

Jak zwiększyć funkcjonalność urządzeń telekomunikacyjnych i obniżyć emisję CO2. Projekt badawczy Alcatel-Lucent BELL LABS

Od dostawców urządzeń telekomunikacyjnych wymaga się dziś realizacji dwóch celów, które często są ze sobą sprzeczne. Po pierwsze zwiększania funkcjonalności produktów, a jednocześnie obniżania emisji gazów cieplarnianych. Zarządzanie ciepłem może pomóc w realizacji ich obu, ponieważ zwiększa gęstość przetwarzania w modułach, a równocześnie obniża zapotrzebowanie systemów chłodzących na energię, co oznacza mniejszą emisję gazów cieplarnianych.

Aby lepiej zrozumieć, jak ważne jest zarządzanie ciepłem, warto wiedzieć, że największe firmy telekomunikacyjne wydają każdego roku ponad miliard dolarów na energię elektryczną, która nawet w 50 proc. zużywana jest na chłodzenie urządzeń. Grupa badawcza ds. zarządzania ciepłem w laboratoriach Bell Labs Ireland i Bell Labs Murray Hill opracowuje nowatorskie technologie chłodzenia, które obniżają emisję gazów cieplarnianych i zwiększają funkcjonalność produktów.

[b]Cel: zapewnienie odpowiedniego chłodzenia urządzeń w sposób zgodny z surowymi regulacjami[/b]

Sprzęt telekomunikacyjny musi obecnie spełniać rygorystyczne wymagania określone przez organizację Network Equipment Building Systems (NEBS) w Ameryce Północnej oraz Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych (European Telecommunications Standards Institute - ETSI) w Europie. Celem tych regulacji jest zapewnienie długotrwałej niezawodności sprzętu telekomunikacyjnego. Jeden z najbardziej istotnych przepisów określa limit natężenia dźwięku dla pomieszczeń, w których znajdują się urządzenia telekomunikacyjne na poziomie 65 dBA, a dla centrów przetwarzania danych - 85 dBA. Limity te wymuszają ograniczenie przepływu powietrza przez urządzenia. Stosowane obecnie technologie chłodzenia (standardowe radiatory i wentylatory) szybko zbliżają się do granic swoich możliwości. W takiej sytuacji zwiększanie funkcjonalności produktów jest coraz częściej uzależnione od odpowiedniego zarządzania ciepłem.

[b]Zapewnienie odpowiedniego chłodzenia urządzeń w sposób zmniejszający zanieczyszczenie środowiska[/b]

Zaniepokojenie zmianami klimatycznymi spowodowało, że pojawiły się nowe inicjatywy mające na celu zwiększenie sprawności energetycznej sprzętu telekomunikacyjnego. Wiążą się z tym szczególne problemy w zakresie zarządzania ciepłem, ponieważ każda następna generacja produktów ma znacznie większą funkcjonalność, co zwykle oznacza większą gęstość mocy. Opracowanie systemów chłodzenia, które obniżą zużycie energii przy zwiększonej gęstości mocy, jest bardzo trudnym wyzwaniem.

[b]Innowacja: Rozszerzenie możliwości chłodzenia powietrzem • Nowatorskie projekty radiatorów[/b]

W chłodzeniu urządzeń elektronicznych powszechnie stosowane są radiatory o równoległych żeberkach, które osiągnęły już granice swoich możliwości. Projekt nowego radiatora, opracowany przez Alcatel-Lucent Bell Labs, rozprasza dwa razy więcej ciepła niż standardowy radiator o równoległych żeberkach przy tej samej szybkości przepływu powietrza. To nowatorskie urządzenie nosi nazwę radiator żeberkowo-komórkowy (Fin-Foam Heat Sink - FFHS)

[obrazek=http://grafik.rp.pl/grafika2/448436,461684,9.jpg]

[i]Nowatorski radiator ograniczy, czy wręcz wyeliminuje z urządzeń elektronicznych prądożercze i hałaśliwe wiatraki, co przyniesie oszczędności prądu[/i]

Obecnie stosowane materiały interfejsu termicznego (Thermal Interface Materials - TIM) słabo przewodzą ciepło, co znacznie obniża efektywność rozwiązań chłodzących. Nowatorskie materiały TIM zmniejszają całkowity opór cieplny i wymagają mniej siły, aby osiągnąć dobry kontakt termiczny.

[b]Chłodzenie cieczą: Nowe rozwiązania chłodzące dla obiektów telekomunikacyjnych[/b]

We współpracy z organizacją CTO Bell-Labs opracował dwie metody, które znacznie zwiększą efektywność systemów chłodzenia w pomieszczeniach serwerowni. Koszt eksploatacji nowatorskich systemów chłodzenia cieczą jest zaledwie ułamkiem kosztów podobnych systemów chłodzenia powietrzem. Oznacza to duże korzyści zarówno dla środowiska, jak i klientów, którzy będą mogli obniżyć swoje koszty operacyjne.

[b]Dielektryczne chłodzenie mgłą[/b]

Zdolność powietrza do przenoszenia ciepła jest ograniczona. Ogólnie wiadomo, że ciecze mają o wiele większą pojemność cieplną, ale używanie jej w pobliżu urządzeń elektronicznych może poważnie zmniejszyć ich niezawodność. Rozwiązanie Bell-Labs polega na wprowadzeniu kropli cieczy dielektrycznej do strumieni powietrza wewnątrz stojaków. Dzięki temu rozwiązaniu możemy rozproszyć 7 razy więcej ciepła i prawdopodobnie zmniejszyć zużycie energii.

[b]Oszczędność energii: Moduł termoelektryczny (TEM) i komora parowa[/b]