Mówiąc o technologii chłodzenia centrum danych
Szybki rozwój konstrukcji centrów danych doprowadził do coraz większej liczby urządzeń w pomieszczeniach komputerowych, które zapewniają centrum danych o stałej temperaturze i wilgotności.
Zużycie energii przez centrum danych znacznie wzrośnie, a następnie proporcjonalny wzrost systemów chłodzenia, systemów dystrybucji zasilania, UPS i generatorów, co stanowi poważne wyzwanie dla zużycia energii przez centrum danych.
W czasach, gdy cały kraj opowiada się za oszczędzaniem energii i redukcją emisji, jeśli centra danych ślepo zużywają energię społeczną, nieuchronnie przyciągną uwagę rządu i ludzi. Nie tylko nie sprzyja to przyszłemu rozwojowi centrów danych, ale także jest sprzeczne z moralnością społeczną, dlatego zużycie energii stało się najbardziej niepokojącą treścią budowy centrów danych.
Aby rozwijać centrum danych, konieczne jest ciągłe zwiększanie jego skali i nieuchronnie powiększanie wyposażenia. Nie można tego zmniejszyć, ale należy poprawić wykorzystanie sprzętu. Kolejną dużą częścią zużycia energii jest rozpraszanie ciepła. Zużycie energii przez system klimatyzacji centrum danych stanowi prawie jedną trzecią zużycia energii całego centrum danych. Jeśli możesz nad tym pracować ciężej, efekt oszczędzania energii w centrum danych ulegnie poprawie. Od razu. Jakie zatem technologie chłodzenia są dostępne w data center i jakie są przyszłe kierunki rozwoju? Odpowiedź znajdziesz w tym artykule.
Układ chłodzenia powietrzem
Chłodzony powietrzem system bezpośredniego odparowania staje się systemem chłodzonym powietrzem. W systemie chłodzonym powietrzem połowa obiegu czynnika chłodniczego znajduje się w klimatyzatorze pomieszczenia komputerowego centrum danych, a reszta w skraplaczu chłodzonym powietrzem zewnętrznym. Ciepło wewnątrz maszynowni jest wypychane do środowiska zewnętrznego przez rurociąg, który wykorzystuje czynnik chłodniczy do cyrkulacji. Gorące powietrze przekazuje ciepło do wężownicy parownika, a następnie do czynnika chłodniczego. Czynnik chłodniczy o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu jest przesyłany na zewnątrz przez sprężarkę Skraplacz, a następnie emituje ciepło do atmosfery na zewnątrz. System chłodzenia powietrzem ma stosunkowo niską sprawność energetyczną i bezpośrednio odprowadza ciepło przez wiatr. Z perspektywy chłodzenia, główne zużycie energii jest generowane przez sprężarkę, wentylator wewnętrzny i chłodzony powietrzem skraplacz zewnętrzny. Ze względu na scentralizowany układ jednostek zewnętrznych, gdy wszystkie jednostki zewnętrzne są włączone latem, oczywiste jest zjawisko lokalnej akumulacji ciepła, co zmniejszy wydajność chłodzenia i wpłynie na efekt użytkowania. Ponadto hałas jednostki zewnętrznej chłodzonej powietrzem ma większy wpływ na otaczające środowisko i może oddziaływać na okolicznych mieszkańców. Nie można zastosować naturalnego chłodzenia, a oszczędność energii jest stosunkowo niska. Chociaż system chłodzenia powietrzem ma niską wydajność rozpraszania ciepła i wysokie zużycie energii, nadal jest najczęściej stosowaną metodą rozpraszania ciepła w centrach danych.
System chłodzenia cieczą
Systemy chłodzone powietrzem mają swoje nieuniknione wady. Niektóre centra danych zaczęły przechodzić na chłodzenie cieczą, a najczęściej spotykane są systemy chłodzone wodą. System chłodzenia wodą odprowadza ciepło poprzez wymianę płytową, a chłodzenie jest stabilne. Do wymiany skraplacza potrzebna jest zewnętrzna wieża chłodnicza lub sucha chłodnica. Chłodzenie wodą eliminuje jednostkę zewnętrzną chłodzoną powietrzem, co rozwiązuje problem hałasu i ma niewielki wpływ na środowisko. System chłodzenia wodą jest bardziej złożony, kosztowny i trudniejszy w utrzymaniu, ale może sprostać wymaganiom dużych centrów danych w zakresie chłodzenia i oszczędzania energii. Oprócz chłodzenia wodą istnieje chłodzenie oleju. W porównaniu z chłodzeniem wodnym układ chłodzenia oleju może jeszcze bardziej obniżyć zużycie energii. Jeśli zastosuje się system chłodzenia oleju, problem pyłu, z jakim boryka się tradycyjne chłodzenie powietrzem, przestanie istnieć, a zużycie energii będzie znacznie niższe. W przeciwieństwie do wody, olej jest substancją niepolarną, która nie wpływa na elektroniczny układ scalony i nie uszkadza wewnętrznego sprzętu serwera. Jednak systemy chłodzenia cieczą zawsze były grzmiące i deszczowe na rynku, a niewiele centrów danych przyjmie tę metodę. Ponieważ system chłodzenia cieczą, niezależnie od tego, czy jest to zanurzenie, czy inne metody, wymaga filtrowania cieczy, aby uniknąć problemów, takich jak gromadzenie się zanieczyszczeń, nadmierne osady i wzrost biologiczny. W przypadku układów wodnych, takich jak układy chłodzenia cieczą, w których stosuje się wieże chłodnicze lub odparowywanie itp., w danej objętości, konieczne jest rozwiązanie problemu osadów wraz z usuwaniem pary, które należy oddzielić i"odsączony" do utylizacji, nawet wtedy Traktowanie tego może spowodować problemy środowiskowe. Układ chłodzenia wyparnego lub adiabatycznego.
Technologia chłodzenia wyparnego to metoda chłodzenia powietrza za pomocą spadku temperatury. Kiedy woda napotyka przepływające gorące powietrze, zaczyna parować i zamieniać się w gaz. Odprowadzanie ciepła przez parowanie nie jest odpowiednie dla czynników chłodniczych, które są szkodliwe dla środowiska, a koszt instalacji jest niski. Nie wymaga stosowania tradycyjnych sprężarek, ma niskie zużycie energii i ma zalety w postaci oszczędności energii, ochrony środowiska, oszczędności i poprawy jakości powietrza w pomieszczeniach. Chłodnica wyparna to duży wentylator, który wciąga gorące powietrze na mokrą podkładkę wodną. Gdy woda z mokrej podkładki wyparuje, powietrze jest schładzane i wypychane. Temperaturę można kontrolować, regulując przepływ powietrza w chłodnicy. Chłodzenie adiabatyczne polega na tym, że podczas procesu adiabatycznego unoszenia powietrza ciśnienie powietrza spada wraz ze wzrostem wysokości, a blok powietrzny działa na zewnątrz dzięki rozszerzeniu objętości, co prowadzi do obniżenia temperatury samego powietrza. Dla centrum danych te metody chłodzenia są wciąż nowością.
Zamknięty układ chłodzenia
Pokrywa chłodnicy zamkniętego układu chłodzenia jest uszczelniona i dodano zbiornik wyrównawczy. Podczas pracy para chłodziwa dostaje się do zbiornika wyrównawczego i po schłodzeniu spływa z powrotem do chłodnicy, co może zapobiec dużej utracie chłodziwa przez odparowanie i podwyższeniu temperatury wrzenia chłodziwa. Zamknięty układ chłodzenia może zapewnić, że silnik nie będzie musiał dodawać wody chłodzącej przez 1 do 2 lat. Podczas użytkowania należy zapewnić szczelność, aby uzyskać efekt. Płynu chłodzącego w zbiorniku wyrównawczym nie można uzupełnić, pozostawiając miejsce na ekspansję. Po dwóch latach użytkowania zostanie rozładowany i przefiltrowany, a skład i temperatura zamarzania zostaną dostosowane przed dalszym użytkowaniem. Zamknięty oznacza, że przepływ powietrza jest niewystarczający, co może łatwo powodować lokalne problemy z przegrzaniem. Zamknięte chłodzenie jest często łączone z chłodzeniem wodą lub chłodzeniem cieczą, a system chłodzenia wodą można również przekształcić w system zamknięty, który może skuteczniej rozpraszać ciepło i poprawiać wydajność chłodzenia.
Oprócz opisanych powyżej metod rozpraszania ciepła istnieje wiele wspaniałych metod rozpraszania ciepła, a niektóre z nich zostały nawet zastosowane w praktyce. Na przykład, wykorzystując naturalne rozpraszanie ciepła, centrum danych jest budowane w zimnych krajach skandynawskich lub zbudowane na dnie morskim, a sprzęt w centrum danych jest chłodzony przez&„niezwykle głębokie zimno &”;. Podobnie jak centrum danych zbudowane przez Facebooka w Islandii, Microsoft buduje centrum danych pod powierzchnią morza. Ponadto chłodzenie wodne może być stosowane bez standardowej wody, wody morskiej, ścieków bytowych, a nawet gorącej wody do rozpraszania ciepła w centrum danych. Na przykład Alibaba wykorzystuje wodę z jeziora Thousand Island do rozpraszania ciepła. Google utworzyło centrum danych w Hamina w Finlandii, które wykorzystuje wodę morską do rozpraszania ciepła. eBay zbudował swoje centrum danych na pustyni. Średnia temperatura zewnętrzna centrum danych wynosi około 46 stopni Celsjusza. .
Powyższe przedstawia powszechnie stosowane technologie chłodzenia centrów danych, z których część jest wciąż w trakcie ciągłego doskonalenia i nadal jest technologiami laboratoryjnymi. Ze względu na przyszły trend rozpraszania ciepła w centrach danych, oprócz wysokowydajnych centrów obliczeniowych i innych centrów danych opartych na Internecie, większość centrów danych zostanie przeniesiona do miejsc o niższych cenach i niższych kosztach energii. Dzięki zastosowaniu bardziej zaawansowanych technologii rozpraszania ciepła, można jeszcze bardziej obniżyć koszty eksploatacji i konserwacji centrum danych oraz poprawić efektywność energetyczną.
