Discuție despre tehnologia de disipare a căldurii a centrului de date

Creșterea rapidă a construcției centrelor de date duce la tot mai multe echipamente în camera calculatoarelor, care asigură un mediu de refrigerare constant cu temperatură și umiditate pentru centrul de date. Consumul de energie al centrului de date va crește foarte mult, urmat de creșterea proporțională a sistemului de răcire, a sistemului de distribuție a energiei, a up-urilor și a generatorului, ceea ce va aduce provocări majore consumului de energie al centrului de date. Într-un moment în care întreaga țară susține conservarea energiei și reducerea emisiilor, dacă centrul de date consumă orbește energie socială, va atrage inevitabil atenția guvernului și a oamenilor. Nu numai că nu este propice dezvoltării viitoare a centrului de date, dar este și contrar moralității sociale. Prin urmare, consumul de energie a devenit cel mai preocupat conținut în construcția centrului de date. Pentru a dezvolta centrul de date, este necesară extinderea continuă a scarii și creșterea echipamentelor. Acest lucru nu poate fi redus, dar rata de utilizare a echipamentului trebuie îmbunătățită în timpul utilizării. O altă mare parte a consumului de energie este disiparea căldurii. Consumul de energie al unui sistem de climatizare a unui centru de date reprezintă aproape mai mult de o treime din consumul de energie al întregului centru de date. Dacă putem depune mai multe eforturi în acest sens, efectul de economisire a energiei al centrului de date va fi imediat. Deci, care sunt tehnologiile de disipare a căldurii din centrul de date și care sunt direcțiile de dezvoltare viitoare? Răspunsul va fi găsit în acest articol.

Sistem de racire cu aer

Sistemul de expansiune directă de răcire cu aer devine sistem de răcire cu aer. În sistemul de răcire cu aer, jumătate din circuitele de circulație a agentului frigorific sunt amplasate în aparatul de aer condiționat din camera mașinilor centrului de date, iar restul sunt situate în condensatorul de răcire cu aer exterior. Căldura din interiorul camerei mașinilor este stoarsă în mediul exterior prin conducta de circulație a agentului frigorific. Aerul fierbinte transferă căldura către serpentina evaporatorului și apoi către agentul frigorific. Agentul frigorific de înaltă temperatură și de înaltă presiune este trimis la condensatorul exterior de către compresor și apoi radiază căldură în atmosfera exterioară. Eficiența energetică a sistemului de răcire cu aer este relativ scăzută, iar căldura este disipată direct de vânt. Din perspectiva răcirii, consumul principal de energie provine de la compresor, ventilator interior și condensator exterior răcit cu aer. Datorită aspectului centralizat al unităților exterioare, atunci când toate unitățile exterioare sunt pornite vara, acumularea locală de căldură este evidentă, ceea ce va reduce eficiența frigorifice și va afecta efectul de utilizare. În plus, zgomotul unității exterioare răcite cu aer are un impact mare asupra mediului înconjurător, ceea ce este ușor să aibă un impact asupra rezidenților din jur. Răcirea naturală nu poate fi adoptată, iar economia de energie este relativ scăzută. Deși eficiența de răcire a sistemului de răcire cu aer nu este mare și consumul de energie este încă mare, este totuși cea mai utilizată metodă de răcire în centrul de date.

Sistem de racire cu lichid

Sistemul de răcire cu aer are dezavantajele sale inevitabile. Unele centre de date au început să se orienteze către răcirea cu lichid, iar cel mai comun este sistemul de răcire cu apă. Sistemul de răcire cu apă elimină căldura prin placa de schimb de căldură, iar refrigerarea este stabilă. Este necesar un turn de răcire în aer liber sau un răcitor uscat pentru a înlocui condensatorul pentru schimbul de căldură. Răcirea cu apă anulează unitatea exterioară răcită cu aer, rezolvă problema zgomotului și are un impact redus asupra mediului. Sistemul de răcire cu apă este complex, costisitor și dificil de întreținut, dar poate îndeplini cerințele de răcire și de economisire a energiei ale centrelor de date mari. Pe lângă răcirea cu apă, există și răcirea cu ulei. În comparație cu răcirea cu apă, sistemul de răcire cu ulei poate reduce și mai mult consumul de energie. Dacă se adoptă sistemul de răcire cu ulei, problema prafului cu care se confruntă răcirea tradițională cu aer nu mai există, iar consumul de energie este mult mai mic. Spre deosebire de apă, uleiul este o substanță nepolară, care nu va afecta circuitul electronic integrat și nu va deteriora hardware-ul intern al serverului. Cu toate acestea, sistemul de răcire cu lichid a fost întotdeauna tunete și ploaie pe piață și puține centre de date vor adopta această metodă. Deoarece sistemul de răcire cu lichid, fie prin imersie sau prin alte metode, necesită filtrarea lichidului pentru a evita probleme precum acumularea de poluanți, sedimentele excesive și creșterea biologică. Pentru sistemele pe bază de apă, cum ar fi acele sisteme de răcire cu lichid cu turn de răcire sau măsuri de evaporare, problemele legate de sedimente trebuie tratate prin eliminarea aburului dintr-un volum dat și trebuie separate și „descărcate”, chiar dacă un astfel de tratament. poate cauza probleme de mediu.

Sistem de răcire evaporativ sau adiabatic

Tehnologia de răcire prin evaporare este o metodă de răcire a aerului prin utilizarea scăderii temperaturii. Când apa întâlnește aerul fierbinte care curge, începe să se vaporizeze și să devină gaz. Disiparea căldurii prin evaporare nu este potrivită pentru agenții frigorifici dăunători mediului, costul de instalare este scăzut, compresorul tradițional nu este necesar, consumul de energie este scăzut și are avantajele economisirii energiei, protecției mediului, economiei și îmbunătățirii calității aerului din interior. . Răcitorul prin evaporare este un ventilator mare care atrage aer cald pe suportul de apă umedă. Când apa din tamponul umed se evaporă, aerul este răcit și împins afară. Temperatura poate fi controlată prin reglarea debitului de aer al răcitorului. Răcirea adiabatică înseamnă că, în procesul de creștere adiabatică a aerului, presiunea aerului scade odată cu creșterea înălțimii, iar blocul de aer funcționează extern datorită expansiunii volumului, ceea ce duce la scăderea temperaturii aerului. Aceste metode de răcire sunt încă noi pentru centrul de date.

Sistem de racire inchis

Capacul radiatorului sistemului de răcire închis este sigilat și se adaugă un rezervor de expansiune. În timpul funcționării, vaporii de lichid de răcire intră în rezervorul de expansiune și curg înapoi în radiator după răcire, ceea ce poate preveni o cantitate mare de pierdere prin evaporare a lichidului de răcire și poate îmbunătăți temperatura punctului de fierbere a lichidului de răcire. Sistemul de răcire închis poate asigura că motorul nu are nevoie de apă de răcire timp de 1 ~ 2 ani. În utilizare, etanșarea trebuie asigurată pentru a obține efectul. Lichidul de răcire din rezervorul de expansiune nu poate fi umplut, lăsând loc pentru expansiune. După doi ani de utilizare, descărcați și filtrați și continuați să utilizați după ajustarea compoziției și a punctului de îngheț. Înseamnă că un debit insuficient de aer poate provoca ușor supraîncălzirea locală. Răcirea închisă este adesea combinată cu răcirea cu apă sau cu răcirea lichidă. Sistemul de răcire cu apă poate fi, de asemenea, transformat într-un sistem închis, care poate disipa căldura mai eficient și poate îmbunătăți eficiența frigorifice.

Pe lângă metodele de disipare a căldurii introduse mai sus, există multe metode minunate de disipare a căldurii, dintre care unele chiar au fost aplicate în practică. De exemplu, disiparea naturală a căldurii este adoptată pentru a construi centrul de date în țările nordice reci sau pe fundul mării, iar „frigul extrem de adânc” este folosit pentru a răci echipamentele din centrul de date. La fel ca centrul de date al Facebook din Islanda, centrul de date al Microsoft din fundul mării. În plus, răcirea cu apă nu poate folosi apă standard. Apa de mare, apa uzată menajeră și chiar apa caldă pot fi folosite pentru a încălzi centrul de date. De exemplu, Alibaba folosește apa lacului Qiandao pentru disiparea căldurii. Google a înființat un centru de date care utilizează apă de mare pentru disiparea căldurii în Hamina, Finlanda. eBay și-a construit centrul de date în deșert. Temperatura medie exterioară a centrului de date este de aproximativ 46 de grade Celsius.

Cele de mai sus prezintă tehnologiile comune de disipare a căldurii centrului de date, dintre care unele sunt încă în proces de îmbunătățire continuă și sunt încă tehnologii de laborator. Pentru tendința viitoare de răcire a centrelor de date, pe lângă centrele de calcul de înaltă performanță și alte centre de date bazate pe Internet, majoritatea centrelor de date se vor muta în locuri cu prețuri mai mici și costuri de energie mai mici. Prin adoptarea unei tehnologii de răcire mai avansate, costurile de operare și întreținere ale centrelor de date vor fi reduse și mai mult, iar eficiența energetică va fi îmbunătățită.