边缘计算的热管理要求

边缘计算将数据处理能力安置在网络设施的“边缘”或附近。通常服务器包含在一个微数据中心中，只有一到两个附件。关键数据，如组件故障或软件缺陷，被捕获并在现场实时可用。边缘计算在捕获带宽密集和延迟敏感的数据进行分析、降低操作成本和提高能源效率方面很有价值。低优先级的数据可以发送到云或远程数据中心。

各公司正在认识到将边缘计算纳入生产流程的重要性。然而，一个基本的机架安装的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。然而，服务器机架的功耗转换为热量，对IT系统是致命的。空间越小，温度上升越高。因此，热安全是重中之重。

边缘冷却要求检查表

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问题中，冷却能力始终是一个主要关注点。需求检查表包括:

• 选择与边缘数据中心热量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
• 保持可接受的温度和湿度
• 在机架级和整个边缘数据中心具有可伸缩性的选项。

边缘计算中的变量评估

边缘计算中的散热和固有热问题需要模块化气候控制系统。边缘计算的节能和先进的气候控制和冷却概念考虑了以下变量:

• 温度
• 湿度
• 气流的速度和压力
• 安装组件的热损失情况。

在设计阶段考虑以下基本标准和变量:

• 应安装哪种类型的液冷包(LCP)冷却系统?是否使用基于水或制冷剂的系统取决于环境和水供应的可用性。
• 机架和外壳的数量是否需要冷热通道?冷通道密封通常需要一个抬高的地板。如果一个空间正在翻新以容纳外壳架，这个设计考虑可能会影响决策。
• 机架的平均温度应该保持在什么温度?人们仍然普遍认为，货架应该保持在一个较低的温度，不超过68至72°F。所需的设定点温度部分取决于机架外壳的热输出计算。由于边缘中心人口密集，可能需要额外的冷却功率来抵消更高的热负荷。
• 所需冷却空气的容积流量是多少?根据机架的要求计算各中心的气流需求，设计有效的气流策略。机架式、内联式或组合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可能取决于系统的效率和机架的密度。
• 气流将流向哪里?将较冷的气流引导到机架的前面是可取的，但是如何排出加热的空气呢?小型数据中心的标准气流管理提供了不同的设计挑战。
• 负荷波动是否存在?这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，所选的冷却系统应该适应电力需求的变化。
• 对于未来的扩展，系统是否可以伸缩?如果需要额外的计算能力，那么拥有一个能够适应吼叫或能够支持现有需求之上的额外机架冷却的系统将会减少成本。

冷却边缘计算微中心可以最有效地通过液体冷却系统来实现，可以是基于内联的、基于机架的，也可以是两者的结合。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，特别是当水供应不随时可用时。制冷剂冷却通常操作占地面积更小，在微中心中效率更高。在这两种情况下，能源效率都是一个考虑因素。

节能IT气候控制系统考虑:

• 冷却系统的尺寸应与实际功率要求相匹配
• 通过划分通道将服务器机架和房间空调的冷却分离
• 采用节能元件，例如包括冷却压缩机功率调节功能的电子换向风扇
• 保持冷却水和室内温度尽可能高
• 控制所有子系统，并不断适应实际的冷却功率需求。

用于热管理的液冷包

随着数据中心将高功率服务器集中在更小的区域，冷却这些系统的挑战更大。服务器机架的功率密度从2 ~ 8kw /框提升到100kw以上。

为箱体(套件式或机架式)提供液冷包(LCP)，可以有效散热。应用可能包括单或双it机架机框的通道密封或闭环冷却。

LCPs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，并可以实现高达50%的能源节约使用智能控制，自由冷却，和额外的风扇，保持稳定的体积流量和恒定的冷却输出。

在空间狭小的IT数据中心，如边缘计算，热积聚很快，与外壳匹配的LCP可以提供高效的闭环冷却。采用高性能EC风扇技术，将制冷剂冷却空气定向到机架。服务器的冷却独立于环境空气，很容易适应一个外壳或模块化系列。

某些lcp被设计用于外壳套件。设备后部房间或热通道的热空气经大容量变速压缩机有效冷却，冷却后的冷冻空气直接返回房间或冷通道。

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

用热管理保护设备

向边缘计算发展在许多行业都是有意义的。随着物联网(IoT)中可用的数据量的迅速增加，分析中减少延迟的必要性，以及遗留数据中心可用的有限带宽，边缘计算解决了这些问题。了解边缘计算环境需要什么与任何数据中心的检查表没有什么不同:计算热输出，提供足够的冷却，确保可靠性和可伸缩性。

对于边缘计算，微中心的占地面积更小，需要更仔细地查看设备相对于中心大小的比例，以及每个组件的容量的严格参数，以高效和可靠地执行。

当可以利用室外空气进行传热耗散时，可以增加全年间接自由冷却的比例。这样可以减少能源消耗，提高效率，而且是环保的。

随着不断增加的密度和对更大容量的需求，从边缘应用程序到大型遗留数据中心的重要IT数据的保护要求热管理产品的可靠性和选择。节能设计降低了运营成本，而IT组件则是满负荷工作。

汉斯•鲍曼是Rittal Corp.的产品经理，作者是副内容经理Emily Guenther亚博里的电子竞技， cefmedia，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
• 如何保护有适当热管理的设备。

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有什么好处更高效的外壳冷却除了节省能源之外还能提供什么?

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