čínskyRýchly rast výstavby dátových centier vedie k stále väčšiemu množstvu vybavenia v počítačovej miestnosti, ktorá poskytuje chladiace prostredie dátového centra s konštantnou teplotou a vlhkosťou. Spotreba energie dátového centra sa výrazne zvýši, po čom bude nasledovať proporcionálne zvýšenie chladiaceho systému, systému distribúcie energie, UPS a generátora, čo prinesie veľké výzvy pre spotrebu energie dátového centra. V čase, keď celá krajina presadzuje šetrenie energie a znižovanie emisií, ak dátové centrum slepo spotrebúva sociálnu energiu, nevyhnutne to pritiahne pozornosť vlády a ľudí. Nielenže to neprospieva budúcemu rozvoju dátového centra, ale je to aj v rozpore so spoločenskou morálkou. Spotreba energie sa preto stala najčastejším obsahom pri výstavbe dátového centra. Pre rozvoj dátového centra je potrebné neustále rozširovať rozsah a zvyšovať vybavenie. Toto sa nedá znížiť, ale je potrebné zlepšiť mieru využitia zariadení pri používaní. Ďalšou veľkou časťou spotreby energie je odvod tepla. Spotreba energie klimatizačného systému dátového centra predstavuje takmer jednu tretinu spotreby energie celého dátového centra. Ak na to vynaložíme viac úsilia, efekt úspory energie dátového centra bude okamžitý. Aké sú teda technológie na odvod tepla v dátovom centre a aké sú budúce smery vývoja? Odpoveď nájdete v tomto článku.
Systém chladenia vzduchom
Systém priamej expanzie chladenia vzduchom sa stáva systémom chladenia vzduchom. V systéme chladenia vzduchu je polovica cirkulačných okruhov chladiva umiestnená v klimatizácii strojovne dátového centra a zvyšok je umiestnený v kondenzátore chladenia vonkajšieho vzduchu. Teplo vo vnútri strojovne je vytláčané do vonkajšieho prostredia cez cirkulačné potrubie chladiva. Horúci vzduch prenáša teplo do špirály výparníka a potom do chladiva. Vysokoteplotné a vysokotlakové chladivo je poslané do vonkajšieho kondenzátora kompresorom a potom vyžaruje teplo do vonkajšej atmosféry. Energetická účinnosť systému chladenia vzduchu je relatívne nízka a teplo sa rozptyľuje priamo vetrom. Z hľadiska chladenia pochádza hlavná spotreba energie z kompresora, vnútorného ventilátora a vzduchom chladeného vonkajšieho kondenzátora. Vzhľadom na centralizované usporiadanie vonkajších jednotiek, kedy sú všetky vonkajšie jednotky v lete zapnuté, je zrejmá lokálna akumulácia tepla, ktorá zníži účinnosť chladenia a ovplyvní efekt využitia. Hluk vzduchom chladenej vonkajšej jednotky má navyše veľký vplyv na okolité prostredie, ktoré ľahko ovplyvní okolitých obyvateľov. Nie je možné použiť prirodzené chladenie a úspora energie je relatívne nízka. Hoci účinnosť chladenia systému vzduchového chladenia nie je vysoká a spotreba energie je stále vysoká, stále ide o najpoužívanejší spôsob chladenia v dátovom centre.
Kvapalinový chladiaci systém
Systém chladenia vzduchom má svoje nevyhnutné nevýhody. Niektoré dátové centrá sa začali obracať na kvapalinové chladenie a najbežnejší je vodný chladiaci systém. Vodný chladiaci systém odoberá teplo cez teplovýmennú dosku a chladenie je stabilné. Na výmenu kondenzátora je potrebná vonkajšia chladiaca veža alebo suchý chladič. Vodné chladenie ruší vzduchom chladenú vonkajšiu jednotku, rieši problém s hlukom a má malý dopad na životné prostredie. Systém vodného chladenia je zložitý, drahý a náročný na údržbu, ale dokáže splniť požiadavky na chladenie a úsporu energie veľkých dátových centier. Okrem vodného chladenia je tu chladenie olejové. V porovnaní s vodným chladením môže systém chladenia oleja ďalej znížiť spotrebu energie. Ak sa použije systém chladenia oleja, problém s prachom, ktorému čelí tradičné chladenie vzduchom, už neexistuje a spotreba energie je oveľa nižšia. Na rozdiel od vody je olej nepolárna látka, ktorá neovplyvní elektronický integrovaný obvod a nepoškodí vnútorný hardvér servera. Systém chladenia kvapalinou bol však na trhu vždy hrom a dážď a túto metódu si osvojí len málo dátových centier. Pretože systém chladenia kvapaliny, či už ponorením alebo inými metódami, vyžaduje filtráciu kvapaliny, aby sa predišlo problémom, ako je akumulácia znečisťujúcich látok, nadmerné usadzovanie a biologický rast. V prípade systémov na báze vody, ako sú systémy chladenia kvapalín s chladiacou vežou alebo opatreniami na odparovanie, je potrebné riešiť problémy so sedimentmi odstránením pary v danom objeme a je potrebné ich oddeliť a „vypustiť“, aj keď takáto úprava môže spôsobiť environmentálne problémy.
Odparovací alebo adiabatický chladiaci systém
Technológia odparovania je spôsob chladenia vzduchu pomocou zníženia teploty. Keď sa voda stretne s prúdiacim horúcim vzduchom, začne sa vyparovať a stáva sa plynom. Odvádzanie tepla odparovaním nie je vhodné pre chladivá škodlivé pre životné prostredie, inštalačné náklady sú nízke, tradičný kompresor nie je potrebný, spotreba energie je nízka a má výhody úspory energie, ochrany životného prostredia, hospodárnosti a zlepšenia kvality vnútorného vzduchu. . Odparovací chladič je veľký ventilátor, ktorý nasáva horúci vzduch na podložku s mokrou vodou. Keď sa voda v mokrej podložke odparí, vzduch sa ochladí a vytlačí von. Teplotu je možné regulovať nastavením prietoku vzduchu chladiča. Adiabatické chladenie znamená, že v procese adiabatického stúpania vzduchu so stúpajúcou výškou klesá tlak vzduchu a vzduchový blok pôsobí externe v dôsledku objemovej expanzie, čo má za následok zníženie teploty vzduchu. Tieto spôsoby chladenia sú pre dátové centrá stále nové.
Uzavretý chladiaci systém
Uzáver chladiča uzavretého chladiaceho systému je utesnený a je pridaná expanzná nádrž. Počas prevádzky pary chladiacej kvapaliny vstupujú do expanznej nádoby a po ochladení prúdia späť do chladiča, čo môže zabrániť veľkým stratám chladiacej kvapaliny odparovaním a zlepšiť teplotu varu chladiacej kvapaliny. Uzavretý chladiaci systém môže zabezpečiť, že motor nebude potrebovať chladiacu vodu po dobu 1 ~ 2 rokov. Pri použití musí byť zabezpečené utesnenie, aby sa dosiahol účinok. Chladiaca kvapalina v expanznej nádrži sa nedá naplniť, takže zostáva priestor na expanziu. Po dvoch rokoch používania vypustite a prefiltrujte a po úprave zloženia a bodu tuhnutia pokračujte v používaní. To znamená, že nedostatočné prúdenie vzduchu môže ľahko spôsobiť lokálne prehriatie. Uzavreté chladenie sa často kombinuje s chladením vodou alebo chladením kvapalinou. Vodný chladiaci systém môže byť tiež vytvorený ako uzavretý systém, ktorý môže efektívnejšie odvádzať teplo a zlepšiť účinnosť chladenia.
Okrem vyššie uvedených metód rozptylu tepla existuje mnoho úžasných metód rozptylu tepla, z ktorých niektoré boli dokonca aplikované v praxi. Napríklad prirodzený odvod tepla sa používa na vybudovanie dátového centra v chladných severských krajinách alebo na morské dno a na chladenie zariadení v dátovom centre sa používa „extrémne hlboké chladenie“. Podobne ako dátové centrum Facebooku na Islande, dátové centrum Microsoftu na morskom dne. Navyše, vodné chladenie nemôže používať štandardnú vodu. Na vykurovanie dátového centra možno použiť morskú vodu, odpadovú vodu z domácností a dokonca aj horúcu vodu. Napríklad Alibaba využíva vodu jazera Qiandao na odvádzanie tepla. Google zriadil dátové centrum využívajúce morskú vodu na odvod tepla vo fínskom meste hamina. EBay vybudoval svoje dátové centrum v púšti. Priemerná vonkajšia teplota dátového centra je približne 46 stupňov Celzia.
Vyššie uvedené predstavuje bežné technológie odvodu tepla dátových centier, z ktorých niektoré sú stále v procese neustáleho zlepšovania a sú stále laboratórnymi technológiami. Pre budúci trend chladenia dátových centier sa okrem vysokovýkonných výpočtových centier a iných internetových dátových centier väčšina dátových centier presunie do miest s nižšími cenami a nižšími nákladmi na energiu. Prijatím pokročilejšej technológie chladenia sa náklady na prevádzku a údržbu dátových centier ďalej znížia a zvýši sa energetická účinnosť.
Čas odoslania: august-02-2021