Debat sobre la tecnologia de dissipació de calor del centre de dades

El ràpid creixement de la construcció del centre de dades fa que cada cop hi hagi més equips a la sala d'ordinadors, que proporcionen un entorn de refrigeració de temperatura i humitat constants per al centre de dades. El consum d'energia del centre de dades augmentarà molt, seguit de l'augment proporcional del sistema de refrigeració, el sistema de distribució d'energia, els ups i el generador, que suposarà grans reptes per al consum d'energia del centre de dades. En un moment en què tot el país defensa la conservació de l'energia i la reducció d'emissions, si el centre de dades consumeix a cegues energia social, inevitablement atraurà l'atenció del govern i de la gent. No només no és propici per al desenvolupament futur del centre de dades, sinó que també és contrari a la moral social. Per tant, el consum d'energia s'ha convertit en el contingut més preocupat en la construcció del centre de dades. Per desenvolupar el centre de dades, cal ampliar contínuament l'escala i augmentar l'equip. Això no es pot reduir, però s'ha de millorar la taxa d'utilització dels equips durant l'ús. Una altra part important del consum d'energia és la dissipació de calor. El consum d'energia d'un sistema de climatització d'un centre de dades representa gairebé més d'un terç del consum d'energia de tot el centre de dades. Si podem fer més esforços en això, l'efecte d'estalvi d'energia del centre de dades serà immediat. Aleshores, quines són les tecnologies de dissipació de calor al centre de dades i quines són les direccions de desenvolupament futures? La resposta la trobareu en aquest article.

Sistema de refrigeració per aire

El sistema d'expansió directa de refrigeració per aire es converteix en sistema de refrigeració per aire. Al sistema de refrigeració d'aire, la meitat dels circuits de circulació de refrigerant es troben a l'aire condicionat de la sala de màquines del centre de dades i la resta es troben al condensador de refrigeració d'aire exterior. La calor a l'interior de la sala de màquines s'extreu a l'entorn exterior a través de la canonada de circulació del refrigerant. L'aire calent transfereix la calor a la bobina de l'evaporador i després al refrigerant. El refrigerant d'alta temperatura i alta pressió s'envia al condensador exterior pel compressor i després irradia la calor a l'atmosfera exterior. L'eficiència energètica del sistema de refrigeració d'aire és relativament baixa i la calor es dissipa directament pel vent. Des de la perspectiva de la refrigeració, el principal consum d'energia prové del compressor, el ventilador interior i el condensador exterior refrigerat per aire. A causa de la disposició centralitzada de les unitats exteriors, quan totes les unitats exteriors s'encenen a l'estiu, és evident l'acumulació de calor local, la qual cosa reduirà l'eficiència de la refrigeració i afectarà l'efecte d'ús. A més, el soroll de la unitat exterior refrigerada per aire té un gran impacte en l'entorn, cosa que és fàcil d'incidir en els residents del voltant. No es pot adoptar la refrigeració natural i l'estalvi d'energia és relativament baix. Tot i que l'eficiència de refrigeració del sistema de refrigeració per aire no és alta i el consum d'energia encara és elevat, segueix sent el mètode de refrigeració més utilitzat al centre de dades.

Sistema de refrigeració líquida

El sistema de refrigeració d'aire té els seus inevitables desavantatges. Alguns centres de dades han començat a recórrer a la refrigeració líquida, i el més comú és el sistema de refrigeració per aigua. El sistema de refrigeració d'aigua elimina la calor a través de la placa d'intercanvi de calor i la refrigeració és estable. Es requereix una torre de refrigeració exterior o un refrigerador sec per substituir el condensador per a l'intercanvi de calor. La refrigeració per aigua cancel·la la unitat exterior refrigerada per aire, soluciona el problema del soroll i té poc impacte en el medi ambient. El sistema de refrigeració d'aigua és complex, car i difícil de mantenir, però pot complir els requisits de refrigeració i estalvi d'energia dels grans centres de dades. A més de la refrigeració per aigua, hi ha la refrigeració per oli. En comparació amb la refrigeració per aigua, el sistema de refrigeració d'oli pot reduir encara més el consum d'energia. Si s'adopta el sistema de refrigeració d'oli, el problema de pols que s'enfronta a la refrigeració per aire tradicional ja no existeix i el consum d'energia és molt menor. A diferència de l'aigua, l'oli és una substància no polar, que no afectarà el circuit integrat electrònic i no danyarà el maquinari intern del servidor. Tanmateix, el sistema de refrigeració líquida sempre ha estat trons i pluja al mercat, i pocs centres de dades adoptaran aquest mètode. Perquè el sistema de refrigeració líquida, ja sigui per immersió o altres mètodes, requereix la filtració del líquid per evitar problemes com l'acumulació de contaminants, sediments excessius i creixement biològic. Per als sistemes basats en aigua, com els sistemes de refrigeració líquida amb torre de refrigeració o mesures d'evaporació, els problemes de sediments s'han de tractar amb l'eliminació de vapor en un volum determinat, i s'han de separar i "descarregar", fins i tot si aquest tractament. pot causar problemes ambientals.

Sistema de refrigeració evaporatiu o adiabàtic

La tecnologia de refrigeració evaporativa és un mètode per refredar l'aire mitjançant la disminució de la temperatura. Quan l'aigua es troba amb l'aire calent que flueix, comença a vaporitzar-se i es converteix en gas. La dissipació de calor per evaporació no és adequada per a refrigerants nocius per al medi ambient, el cost d'instal·lació és baix, no es necessita el compressor tradicional, el consum d'energia és baix i té els avantatges d'estalvi d'energia, protecció del medi ambient, economia i millora de la qualitat de l'aire interior. . El refrigerador evaporatiu és un gran ventilador que arrossega l'aire calent al coixinet d'aigua humida. Quan l'aigua del coixinet humit s'evapora, l'aire es refreda i s'expulsa. La temperatura es pot controlar ajustant el flux d'aire del refrigerador. El refredament adiabàtic significa que en el procés d'augment adiabàtic de l'aire, la pressió de l'aire disminueix amb l'augment de l'alçada i el bloc d'aire funciona externament a causa de l'expansió del volum, donant lloc a una disminució de la temperatura de l'aire. Aquests mètodes de refrigeració encara són nous per al centre de dades.

Sistema de refrigeració tancat

La tapa del radiador del sistema de refrigeració tancat està segellada i s'afegeix un dipòsit d'expansió. Durant el funcionament, el vapor del refrigerant entra al dipòsit d'expansió i torna al radiador després del refredament, cosa que pot evitar una gran quantitat de pèrdua de refrigerant per evaporació i millorar la temperatura del punt d'ebullició del refrigerant. El sistema de refrigeració tancat pot garantir que el motor no necessiti aigua de refrigeració durant 1 ~ 2 anys. En ús, s'ha de garantir el segellat per obtenir l'efecte. El refrigerant del dipòsit d'expansió no es pot omplir, deixant espai per a l'expansió. Després de dos anys d'ús, descarregar i filtrar, i continuar utilitzant després d'ajustar la composició i el punt de congelació. Significa que un flux d'aire insuficient és fàcil de provocar un sobreescalfament local. La refrigeració tancada sovint es combina amb la refrigeració per aigua o la refrigeració líquida. El sistema de refrigeració d'aigua també es pot convertir en un sistema tancat, que pot dissipar la calor de manera més eficaç i millorar l'eficiència de la refrigeració.

A més dels mètodes de dissipació de calor introduïts anteriorment, hi ha molts mètodes de dissipació de calor meravellosos, alguns dels quals fins i tot s'han aplicat a la pràctica. Per exemple, s'adopta la dissipació de calor natural per construir el centre de dades als països nòrdics freds o al fons del mar, i s'utilitza un "fred profund extrem" per refredar l'equip del centre de dades. Com el centre de dades de Facebook a Islàndia, el centre de dades de Microsoft al fons del mar. A més, la refrigeració per aigua no pot utilitzar aigua estàndard. L'aigua de mar, les aigües residuals domèstiques i fins i tot l'aigua calenta es poden utilitzar per escalfar el centre de dades. Per exemple, Alibaba utilitza l'aigua del llac Qiandao per a la dissipació de calor. Google ha establert un centre de dades que utilitza aigua de mar per dissipar la calor a Hamina, Finlàndia. EBay ha construït el seu centre de dades al desert. La temperatura exterior mitjana del centre de dades és d'uns 46 graus centígrads.

L'anterior introdueix les tecnologies comunes de dissipació de calor del centre de dades, algunes de les quals encara estan en procés de millora contínua i encara són tecnologies de laboratori. Per a la tendència de refredament futura dels centres de dades, a més dels centres de computació d'alt rendiment i altres centres de dades basats en Internet, la majoria dels centres de dades es traslladaran a llocs amb preus més baixos i costos d'energia més baixos. En adoptar una tecnologia de refrigeració més avançada, es reduirà encara més el cost d'operació i manteniment dels centres de dades i es millorarà l'eficiència energètica.