Parlando di tecnologia di raffreddamento dei data center
La rapida crescita della costruzione di data center ha portato a un numero sempre maggiore di apparecchiature nella sala computer, che fornisce un ambiente di raffreddamento a temperatura e umidità costante per il data center.
Il consumo energetico del data center aumenterà notevolmente, seguito da un aumento proporzionale dei sistemi di raffreddamento, dei sistemi di distribuzione dell'alimentazione, degli UPS e dei generatori, il che rappresenta una sfida importante per il consumo energetico del data center.
In un momento in cui l'intero paese sta sostenendo il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, se i data center consumano ciecamente energia sociale, attireranno inevitabilmente l'attenzione del governo e della gente. Non solo non è favorevole allo sviluppo futuro dei data center, ma è anche contrario alla moralità sociale, quindi il consumo di energia è diventato il contenuto più preoccupante della costruzione di data center.
Per sviluppare un data center, è necessario espandere continuamente la sua scala e inevitabilmente aumentare le attrezzature. Questo non può essere ridotto, ma l'utilizzo delle attrezzature deve essere migliorato. Un'altra parte importante del consumo di energia è la dissipazione del calore. Il consumo energetico di un sistema di condizionamento dell'aria per data center rappresenta quasi un terzo del consumo energetico dell'intero data center. Se riesci a lavorare di più su questo, l'effetto di risparmio energetico del data center sarà migliorato. Subito. Quindi, quali tecnologie di raffreddamento sono disponibili nel data center e quali sono le direzioni di sviluppo futuro? La risposta la troverete in questo articolo.
Sistema di raffreddamento ad aria
Il sistema ad espansione diretta raffreddato ad aria diventa un sistema raffreddato ad aria. Nel sistema raffreddato ad aria, metà del circuito di circolazione del refrigerante si trova nel condizionatore d'aria della sala computer del data center e il resto si trova nel condensatore raffreddato ad aria esterno. Il calore all'interno della sala macchine viene spremuto nell'ambiente esterno attraverso la tubazione che utilizza il refrigerante per circolare. L'aria calda trasferisce il calore alla batteria dell'evaporatore e quindi al refrigerante. Il refrigerante ad alta temperatura e alta pressione viene inviato all'esterno dal compressore Il condensatore e quindi irradia il calore all'atmosfera esterna. Il sistema di raffreddamento ad aria ha un'efficienza energetica relativamente bassa e dissipa direttamente il calore dal vento. Dal punto di vista del raffreddamento, il consumo energetico principale è generato dal compressore, dalla ventola interna e dal condensatore esterno raffreddato ad aria. A causa della disposizione centralizzata delle unità esterne, quando le unità esterne sono tutte accese in estate, è evidente il fenomeno dell'accumulo di calore locale, che ridurrà l'efficienza di raffreddamento e influirà sull'effetto di utilizzo. Inoltre, il rumore dell'unità esterna raffreddata ad aria ha un impatto maggiore sull'ambiente circostante ed è soggetto a impatti sui residenti circostanti. Non è possibile utilizzare il raffreddamento naturale e il risparmio energetico è relativamente basso. Sebbene il sistema di raffreddamento ad aria abbia una bassa efficienza di dissipazione del calore e un elevato consumo di energia, è ancora il metodo di dissipazione del calore più utilizzato nei data center.
Sistema di raffreddamento a liquido
I sistemi raffreddati ad aria hanno i loro inevitabili difetti. Alcuni data center hanno iniziato a passare al raffreddamento a liquido e il più comune sono i sistemi raffreddati ad acqua. Il sistema di raffreddamento ad acqua sottrae il calore tramite scambio a piastre e la refrigerazione è stabile. È necessaria una torre di raffreddamento esterna o un dry cooler per sostituire il condensatore per lo scambio termico. Il raffreddamento ad acqua elimina l'unità esterna raffreddata ad aria, che risolve il problema del rumore e ha un piccolo impatto sull'ambiente. Il sistema di raffreddamento ad acqua è più complesso, costoso e difficile da mantenere, ma può soddisfare i requisiti di raffreddamento e risparmio energetico dei data center di grandi dimensioni. Oltre al raffreddamento ad acqua, c'è il raffreddamento ad olio. Rispetto al raffreddamento ad acqua, il sistema di raffreddamento ad olio può ridurre ulteriormente il consumo di energia. Se si adotta il sistema di raffreddamento ad olio, il problema della polvere affrontato dal raffreddamento ad aria tradizionale non esisterà più e il consumo di energia sarà molto più basso. A differenza dell'acqua, l'olio è una sostanza apolare, che non intacca il circuito elettronico integrato e non danneggia l'hardware interno del server. Tuttavia, i sistemi di raffreddamento a liquido sono sempre stati fragorosi e piovosi sul mercato e pochi data center adotteranno questo metodo. Perché il sistema di raffreddamento a liquido, sia esso ad immersione o altro, richiede che il liquido venga filtrato per evitare problemi come l'accumulo di contaminanti, sedimenti eccessivi e crescita biologica. Per i sistemi ad acqua, come quei sistemi di raffreddamento a liquido che utilizzano torri di raffreddamento o evaporazione, ecc., in un dato volume, è necessario affrontare il problema dei sedimenti insieme alla rimozione del vapore, e deve essere separato e"sgocciolato" per lo smaltimento, anche allora Il trattamento di questo può causare problemi ambientali. Sistema di raffreddamento evaporativo o adiabatico.
La tecnologia di raffreddamento evaporativo è un metodo per raffreddare l'aria utilizzando un calo di temperatura. Quando l'acqua incontra l'aria calda che scorre, inizia a vaporizzare e trasformarsi in gas. La dissipazione del calore per evaporazione non è adatta per refrigeranti dannosi per l'ambiente e il costo di installazione è basso. Non richiede l'uso di compressori tradizionali, ha un basso consumo energetico e presenta i vantaggi del risparmio energetico, della protezione dell'ambiente, dell'economia e del miglioramento della qualità dell'aria interna. Il dispositivo di raffreddamento evaporativo è un grande ventilatore che aspira aria calda sul tampone d'acqua bagnato. Quando l'acqua nel tampone bagnato evapora, l'aria viene raffreddata ed espulsa. La temperatura può essere controllata regolando il flusso d'aria del refrigeratore. Raffreddamento adiabatico significa che durante il processo di risalita adiabatica dell'aria, la pressione dell'aria diminuisce con l'aumentare dell'altezza, e il blocco d'aria funziona esternamente a causa della sua espansione di volume, che porta ad una diminuzione della temperatura dell'aria stessa. Per il data center, questi metodi di raffreddamento sono ancora nuovi.
Sistema di raffreddamento chiuso
Il coperchio del radiatore del sistema di raffreddamento chiuso è sigillato e viene aggiunto un vaso di espansione. Durante il funzionamento, il vapore del liquido di raffreddamento entra nel vaso di espansione e dopo il raffreddamento ritorna al radiatore, il che può prevenire una grande quantità di perdite per evaporazione del liquido di raffreddamento e aumentare la temperatura del punto di ebollizione del liquido di raffreddamento. Il sistema di raffreddamento a circuito chiuso può garantire che il motore non necessiti di aggiungere acqua di raffreddamento per 1 o 2 anni. In uso, la tenuta deve essere assicurata per ricevere l'effetto. Il liquido di raffreddamento nel serbatoio di espansione non può essere riempito, lasciando spazio per l'espansione. Dopo due anni di utilizzo, verrà scaricato e filtrato e la composizione e il punto di congelamento verranno regolati prima di continuare l'uso. Chiuso significa che il flusso d'aria è insufficiente, il che può facilmente causare problemi di surriscaldamento locale. Il raffreddamento chiuso è spesso combinato con il raffreddamento ad acqua oa liquido e il sistema di raffreddamento ad acqua può anche essere trasformato in un sistema chiuso, che può dissipare più efficacemente il calore e migliorare l'efficienza di raffreddamento.
Oltre ai metodi di dissipazione del calore descritti sopra, ci sono molti meravigliosi metodi di dissipazione del calore e alcuni sono stati persino messi in pratica. Ad esempio, utilizzando la dissipazione naturale del calore, il data center è costruito nei freddi paesi nordici o costruito sul fondale marino e l'attrezzatura nel data center viene raffreddata attraverso"estremo freddo". Come il data center costruito da Facebook in Islanda, Microsoft sta costruendo un data center sotto il mare. Inoltre, il raffreddamento ad acqua può essere utilizzato senza acqua standard, acqua di mare, acque reflue domestiche o persino acqua calda può essere utilizzata per dissipare il calore per il data center. Ad esempio, Alibaba utilizza l'acqua del lago Thousand Island per la dissipazione del calore. Google ha creato un data center ad Hamina, in Finlandia, che utilizza l'acqua di mare per la dissipazione del calore. eBay ha costruito il suo data center nel deserto. La temperatura media esterna del data center è di circa 46 gradi Celsius. .
Quanto sopra introduce le tecnologie comunemente utilizzate per il raffreddamento dei data center, alcune delle quali sono ancora in fase di miglioramento continuo e sono ancora tecnologie di laboratorio. Per la tendenza futura della dissipazione del calore dei data center, oltre ai centri di calcolo ad alte prestazioni e altri data center basati su Internet, la maggior parte dei data center verrà spostata in luoghi con prezzi e costi energetici inferiori. Adottando tecnologie di dissipazione del calore più avanzate, ridurre ulteriormente i costi operativi e di manutenzione del data center e migliorare l'efficienza energetica.
