Discusión sobre a tecnoloxía de disipación de calor do centro de datos

O rápido crecemento da construción do centro de datos leva a cada vez máis equipos na sala de ordenadores, o que proporciona un ambiente de refrixeración de temperatura e humidade constantes para o centro de datos. O consumo de enerxía do centro de datos aumentará moito, seguido do aumento proporcional do sistema de refrixeración, sistema de distribución de enerxía, ups e xerador, o que traerá grandes desafíos para o consumo de enerxía do centro de datos. Nun momento no que todo o país defende a conservación da enerxía e a redución de emisións, se o centro de datos consome cegamente enerxía social, inevitablemente atraerá a atención do goberno e da xente. Non só non é propicio para o desenvolvemento futuro do centro de datos, senón que tamén vai en contra da moral social. Polo tanto, o consumo de enerxía converteuse no contido máis preocupado na construción do centro de datos. Para desenvolver o centro de datos, é necesario ampliar continuamente a escala e aumentar o equipamento. Isto non se pode reducir, pero a taxa de utilización dos equipos debe mellorarse durante o seu uso. Outra gran parte do consumo de enerxía é a disipación de calor. O consumo de enerxía dun sistema de aire acondicionado dun centro de datos supón case máis dun terzo do consumo de enerxía de todo o centro de datos. Se podemos facer máis esforzos nisto, o efecto de aforro de enerxía do centro de datos será inmediato. Entón, cales son as tecnoloxías de disipación de calor no centro de datos e cales son as direccións de desenvolvemento futuras? A resposta atoparase neste artigo.

Sistema de refrixeración por aire

O sistema de expansión directa de refrixeración por aire convértese en sistema de refrixeración por aire. No sistema de refrixeración por aire, a metade dos circuítos de circulación de refrixerante sitúase no aire acondicionado da sala de máquinas do centro de datos e o resto sitúase no condensador de arrefriamento de aire exterior. A calor dentro da sala de máquinas é espremeda no ambiente exterior a través da condución de circulación do refrixerante. O aire quente transfire a calor ao serpentín do evaporador e despois ao refrixerante. O refrixerante de alta temperatura e alta presión é enviado ao condensador exterior polo compresor e despois irradia a calor á atmosfera exterior. A eficiencia enerxética do sistema de refrixeración por aire é relativamente baixa e a calor é disipada directamente polo vento. Desde a perspectiva do arrefriamento, o principal consumo de enerxía procede do compresor, do ventilador interior e do condensador exterior arrefriado por aire. Debido á disposición centralizada das unidades exteriores, cando todas as unidades exteriores están acendidas no verán, a acumulación de calor local é obvia, o que reducirá a eficiencia da refrixeración e afectará o efecto de uso. Ademais, o ruído da unidade exterior arrefriada por aire ten un gran impacto no ambiente circundante, o que é fácil de ter un impacto sobre os veciños da contorna. Non se pode adoptar o arrefriamento natural e o aforro de enerxía é relativamente baixo. Aínda que a eficiencia de arrefriamento do sistema de refrixeración por aire non é alta e o consumo de enerxía aínda é alto, aínda é o método de arrefriamento máis utilizado no centro de datos.

Sistema de refrixeración líquida

O sistema de refrixeración por aire ten as súas inevitables desvantaxes. Algúns centros de datos comezaron a utilizar o arrefriamento líquido, e o máis común é o sistema de refrixeración por auga. O sistema de refrixeración por auga elimina a calor a través da placa de intercambio de calor e a refrixeración é estable. Requírese unha torre de refrixeración exterior ou un refrigerador seco para substituír o condensador para o intercambio de calor. A refrixeración por auga cancela a unidade exterior arrefriada por aire, resolve o problema do ruído e ten pouco impacto no medio ambiente. O sistema de refrixeración por auga é complexo, caro e difícil de manter, pero pode satisfacer os requisitos de refrixeración e aforro de enerxía dos grandes centros de datos. Ademais de refrixeración por auga, hai refrixeración por aceite. En comparación co refrixeración por auga, o sistema de refrixeración por aceite pode reducir aínda máis o consumo de enerxía. Se se adopta o sistema de refrixeración de aceite, o problema de po que enfronta a tradicional refrixeración por aire xa non existe e o consumo de enerxía é moito menor. A diferenza da auga, o aceite é unha substancia non polar, que non afectará ao circuíto electrónico integrado e non danará o hardware interno do servidor. Non obstante, o sistema de refrixeración líquida sempre foi trebón e choiva no mercado, e poucos centros de datos adoptarán este método. Porque o sistema de refrixeración líquida, xa sexa por inmersión ou outros métodos, require a filtración do líquido para evitar problemas como a acumulación de contaminantes, o exceso de sedimentos e o crecemento biolóxico. Para sistemas baseados en auga, como aqueles sistemas de refrixeración líquida con torre de refrixeración ou medidas de evaporación, os problemas de sedimentos deben tratarse eliminando o vapor nun determinado volume, e deben ser separados e "descargados", aínda que tal tratamento. pode causar problemas ambientais.

Sistema de refrixeración evaporativo ou adiabático

A tecnoloxía de arrefriamento evaporativo é un método de arrefriamento do aire mediante a diminución da temperatura. Cando a auga se atopa co aire quente que flúe, comeza a vaporizarse e converterse en gas. A disipación de calor por evaporación non é adecuada para refrixerantes nocivos para o medio ambiente, o custo de instalación é baixo, o compresor tradicional non é necesario, o consumo de enerxía é baixo e ten as vantaxes de aforro de enerxía, protección ambiental, economía e mellora da calidade do aire interior. . O arrefriador evaporativo é un gran ventilador que atrae aire quente á almofada de auga húmida. Cando a auga da almofada húmida se evapora, o aire arrefríase e expulsa. A temperatura pódese controlar axustando o fluxo de aire do arrefriador. O arrefriamento adiabático significa que no proceso de subida adiabática do aire, a presión do aire diminúe co aumento da altura e o bloque de aire funciona externamente debido á expansión do volume, o que resulta na diminución da temperatura do aire. Estes métodos de arrefriamento aínda son novos para o centro de datos.

Sistema de refrixeración pechado

A tapa do radiador do sistema de refrixeración pechado está pechada e engádese un tanque de expansión. Durante o funcionamento, o vapor do refrixerante entra no tanque de expansión e volve ao radiador despois do arrefriamento, o que pode evitar unha gran cantidade de perda de refrixerante por evaporación e mellorar a temperatura do punto de ebulición do refrixerante. O sistema de refrixeración pechado pode garantir que o motor non necesite auga de refrixeración durante 1 ~ 2 anos. Durante o uso, debe asegurarse o selado para obter o efecto. O refrixerante do tanque de expansión non se pode encher, deixando espazo para a expansión. Despois de dous anos de uso, descarga e filtra, e continúa a usar despois de axustar a composición e o punto de conxelación. Significa que un fluxo de aire insuficiente é fácil de provocar un sobreenriquecemento local. O arrefriamento pechado adoita combinarse con refrixeración por auga ou refrixeración líquida. O sistema de refrixeración por auga tamén se pode converter nun sistema pechado, que pode disipar a calor de forma máis eficaz e mellorar a eficiencia da refrixeración.

Ademais dos métodos de disipación de calor introducidos anteriormente, hai moitos métodos de disipación de calor marabillosos, algúns dos cales incluso foron aplicados na práctica. Por exemplo, a disipación de calor natural é adoptada para construír o centro de datos en países nórdicos fríos ou no fondo do mar, e utilízase un "frío profundo extremo" para arrefriar o equipo do centro de datos. Como o centro de datos de Facebook en Islandia, o centro de datos de Microsoft no fondo do mar. Ademais, a refrixeración por auga non pode usar auga estándar. Pódense utilizar auga do mar, augas residuais domésticas e mesmo auga quente para quentar o centro de datos. Por exemplo, Alibaba usa a auga do lago Qiandao para disipar a calor. Google estableceu un centro de datos que utiliza auga de mar para disipar a calor en Hamina, Finlandia. EBay construíu o seu centro de datos no deserto. A temperatura exterior media do centro de datos é duns 46 graos centígrados.

O anterior presenta as tecnoloxías comúns de disipación de calor do centro de datos, algunhas das cales aínda están en proceso de mellora continua e aínda son tecnoloxías de laboratorio. Para a tendencia futura de arrefriamento dos centros de datos, ademais dos centros de computación de alto rendemento e outros centros de datos baseados en Internet, a maioría dos centros de datos desprazaranse a lugares con prezos máis baixos e custos de enerxía máis baixos. Ao adoptar unha tecnoloxía de refrixeración máis avanzada, o custo de operación e mantemento dos centros de datos reducirase aínda máis e mellorarase a eficiencia enerxética.