Говоря о технологии охлаждения центра обработки данных
Быстрый рост строительства центров обработки данных привел к тому, что в компьютерном зале появляется все больше и больше оборудования, которое обеспечивает постоянную температуру и влажность охлаждающей среды для центра обработки данных.
Энергопотребление центра обработки данных значительно увеличится, за чем последует пропорциональное увеличение количества систем охлаждения, систем распределения энергии, ИБП и генераторов, что представляет собой серьезную проблему для энергопотребления центра обработки данных.
В то время как вся страна выступает за энергосбережение и сокращение выбросов, если центры обработки данных слепо потребляют социальную энергию, они неизбежно привлекут внимание правительства и людей. Это не только не способствует будущему развитию центров обработки данных, но также противоречит социальной морали, поэтому потребление энергии стало наиболее важным содержанием при строительстве центров обработки данных.
Для развития дата-центра необходимо постоянно расширять его масштабы и неизбежно наращивать оборудование. Это нельзя уменьшить, но необходимо улучшить использование оборудования. Еще одна большая часть энергозатрат - это рассеивание тепла. Энергопотребление системы кондиционирования воздуха в центре обработки данных составляет почти треть от энергопотребления всего центра обработки данных. Если вы сможете усерднее работать над этим, эффект энергосбережения в центре обработки данных улучшится. Немедленно. Итак, какие технологии охлаждения доступны в ЦОД и каковы направления дальнейшего развития? Ответ вы найдете в этой статье.
Система воздушного охлаждения
Система прямого расширения с воздушным охлаждением становится системой с воздушным охлаждением. В системе с воздушным охлаждением половина контура циркуляции хладагента расположена в кондиционере машинного зала центра обработки данных, а остальная часть - в наружном конденсаторе с воздушным охлаждением. Тепло внутри машинного отделения отводится в окружающую среду через трубопровод, который использует хладагент для циркуляции. Горячий воздух передает тепло змеевику испарителя, а затем хладагенту. Хладагент с высокой температурой и высоким давлением отправляется на улицу компрессором Конденсатор, а затем излучает тепло в атмосферу снаружи. Система воздушного охлаждения имеет относительно низкую энергоэффективность и напрямую отводит тепло ветром. С точки зрения охлаждения, основное потребление энергии вырабатывается компрессором, внутренним вентилятором и наружным конденсатором с воздушным охлаждением. Из-за централизованного расположения наружных блоков, когда все наружные блоки включены летом, очевидно явление локального накопления тепла, которое снижает эффективность охлаждения и влияет на эффективность использования. Кроме того, шум наружного блока с воздушным охлаждением оказывает большее влияние на окружающую среду и подвержен влиянию окружающих жителей. Невозможно использовать естественное охлаждение, а экономия энергии относительно низкая. Хотя система воздушного охлаждения имеет низкую эффективность рассеивания тепла и высокое потребление энергии, она по-прежнему остается наиболее широко используемым методом отвода тепла в центрах обработки данных.
Система жидкостного охлаждения
Системы с воздушным охлаждением имеют неизбежные недостатки. Некоторые центры обработки данных начали переходить на жидкостное охлаждение, и наиболее распространенным является системы с водяным охлаждением. Система водяного охлаждения отводит тепло через пластинчатый обмен, и охлаждение остается стабильным. Для замены конденсатора теплообмена необходима внешняя градирня или сухой охладитель. Водяное охлаждение исключает использование наружного блока с воздушным охлаждением, что решает проблему шума и оказывает небольшое воздействие на окружающую среду. Система водяного охлаждения более сложная, дорогостоящая и трудная в обслуживании, но она может удовлетворить потребности крупных центров обработки данных в охлаждении и энергосбережении. Кроме водяного охлаждения есть масляное. По сравнению с водяным охлаждением, система масляного охлаждения может еще больше снизить потребление энергии. Если будет принята система масляного охлаждения, проблема запыленности, с которой сталкивается традиционное воздушное охлаждение, больше не будет существовать, а потребление энергии будет намного ниже. В отличие от воды масло - неполярное вещество, которое не повлияет на электронную интегральную схему и не повредит внутреннее оборудование сервера. Однако системы жидкостного охлаждения всегда были бурными и дождливыми на рынке, и лишь немногие центры обработки данных примут этот метод. Поскольку система жидкостного охлаждения, будь то погружение или другие методы, требует фильтрации жидкости, чтобы избежать таких проблем, как накопление загрязняющих веществ, чрезмерные отложения и биологический рост. Для систем на водной основе, таких как системы жидкостного охлаждения, в которых используются градирни или испарения и т. Д., В заданном объеме необходимо решать проблему отложений наряду с удалением пара, и его необходимо отделить и" слил" для утилизации, даже тогда. Обработка может вызвать экологические проблемы. Испарительная или адиабатическая система охлаждения.
Технология испарительного охлаждения - это метод охлаждения воздуха за счет понижения температуры. Когда вода встречает поток горячего воздуха, она начинает испаряться и превращаться в газ. Отвод тепла за счет испарения не подходит для хладагентов, вредных для окружающей среды, а стоимость установки невысока. Он не требует использования традиционных компрессоров, имеет низкое энергопотребление и обладает такими преимуществами, как энергосбережение, защита окружающей среды, экономия и улучшение качества воздуха в помещении. Испарительный охладитель представляет собой большой вентилятор, который нагнетает горячий воздух на влажную водяную подушку. Когда вода во влажной подушке испаряется, воздух охлаждается и выталкивается наружу. Температуру можно контролировать, регулируя воздушный поток охладителя. Адиабатическое охлаждение означает, что в процессе адиабатического подъема воздуха давление воздуха уменьшается с увеличением высоты, и воздушный блок работает внешне из-за своего объемного расширения, что приводит к снижению температуры самого воздуха. Для центра обработки данных эти методы охлаждения по-прежнему остаются новинкой.
Закрытая система охлаждения
Крышка радиатора закрытой системы охлаждения уплотнена и добавлен расширительный бачок. Во время работы пар охлаждающей жидкости попадает в расширительный бачок и после охлаждения возвращается в радиатор, что может предотвратить большие потери охлаждающей жидкости на испарение и повысить температуру точки кипения охлаждающей жидкости. Замкнутая система охлаждения может гарантировать, что двигателю не нужно добавлять охлаждающую воду в течение 1-2 лет. При использовании необходимо обеспечить герметичность, чтобы получить эффект. Охлаждающая жидкость в расширительном бачке не заполняется, остается место для расширения. После двух лет использования он будет выгружен и отфильтрован, а состав и точка замерзания будут скорректированы перед продолжением использования. Закрыто означает, что воздушный поток недостаточен, что может легко вызвать локальный перегрев. Закрытое охлаждение часто сочетается с водяным охлаждением или жидкостным охлаждением, и система водяного охлаждения также может быть преобразована в закрытую систему, которая может более эффективно рассеивать тепло и повышать эффективность охлаждения.
В дополнение к методам отвода тепла, описанным выше, существует множество замечательных методов отвода тепла, и некоторые из них даже нашли практическое применение. Например, с использованием естественного отвода тепла центр обработки данных построен в холодных странах Северной Европы или построен на морском дне, а оборудование в центре обработки данных охлаждается посредством" чрезвычайно глубокого холода" ;. Подобно центру обработки данных, построенному Facebook в Исландии, Microsoft строит центр обработки данных под водой. Кроме того, водяное охлаждение можно использовать без стандартной воды, морскую воду, бытовые сточные воды или даже горячую воду можно использовать для отвода тепла для центра обработки данных. Например, Alibaba использует воду озера Тысячи островов для отвода тепла. Компания Google открыла центр обработки данных в Хамине, Финляндия, в котором для отвода тепла используется морская вода. eBay построил свой дата-центр в пустыне. Средняя наружная температура дата-центра составляет около 46 градусов по Цельсию. .
Выше представлены широко используемые технологии охлаждения центров обработки данных, некоторые из которых все еще находятся в процессе постоянного совершенствования и все еще являются лабораторными технологиями. В связи с будущей тенденцией к рассеиванию тепла в центрах обработки данных, помимо высокопроизводительных вычислительных центров и других центров обработки данных на базе Интернета, большинство центров обработки данных будет перемещено в места с более низкими ценами и меньшими затратами на электроэнергию. За счет внедрения более совершенных технологий отвода тепла можно еще больше снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание центра обработки данных и повысить энергоэффективность.
