Hovoríme o technológii chladenia dátových centier
Rýchly rast výstavby dátových centier viedol k stále väčšiemu počtu zariadení v počítačovej miestnosti, ktoré poskytujú chladiace prostredie s konštantnou teplotou a vlhkosťou pre dátové centrum.
Spotreba energie dátového centra sa výrazne zvýši, po čom bude nasledovať proporcionálny nárast chladiacich systémov, distribučných systémov napájania, UPS a generátorov, čo predstavuje veľkú výzvu pre spotrebu energie dátového centra.
V čase, keď celá krajina presadzuje šetrenie energiou a znižovanie emisií, ak dátové centrá slepo spotrebúvajú sociálnu energiu, nevyhnutne pritiahnu pozornosť vlády a ľudí. Nielenže to neprispieva k budúcemu rozvoju dátových centier, ale je to aj v rozpore so spoločenskou morálkou, takže spotreba energie sa stala najobávanejším obsahom výstavby dátových centier.
Na rozvoj dátového centra je potrebné neustále rozširovať jeho rozsah a nevyhnutne zvyšovať vybavenie. To sa nedá znížiť, ale je potrebné zlepšiť využitie zariadení. 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 tom môžete pracovať tvrdšie, efekt úspory energie dátového centra sa zlepší. Okamžite. Aké technológie chladenia sú teda dostupné v dátovom centre a aké sú budúce smery vývoja? Odpoveď nájdete v tomto článku.
Systém chladenia vzduchom
Vzduchom chladený priamy expanzný systém sa stáva vzduchom chladeným systémom. Vo vzduchom chladenom systéme je polovica cirkulačnej slučky chladiva umiestnená v klimatizácii počítačovej miestnosti dátového centra a zvyšok je umiestnený vo vonkajšom vzduchom chladenom kondenzátore. Teplo vo vnútri strojovne je vytláčané do vonkajšieho prostredia potrubím, ktoré využíva na cirkuláciu chladivo. Horúci vzduch prenáša teplo do špirály výparníka a potom do chladiva. Vysokoteplotné a vysokotlakové chladivo je poslané do exteriéru kompresorom kondenzátorom a potom vyžaruje teplo do vonkajšej atmosféry. Vzduchový chladiaci systém má relatívne nízku energetickú účinnosť a priamo odvádza teplo vetrom. Z hľadiska chladenia generuje hlavnú spotrebu energie kompresor, vnútorný ventilátor a vzduchom chladený vonkajší kondenzátor. Vzhľadom na centralizované usporiadanie vonkajších jednotiek, kedy sú všetky vonkajšie jednotky zapnuté v lete, je zjavný fenomén lokálnej akumulácie tepla, ktorý zníži účinnosť chladenia a ovplyvní efekt využitia. Navyše hluk vzduchom chladenej vonkajšej jednotky má väčší vplyv na okolité prostredie a je náchylný na dopady na okolitých obyvateľov. Nemožno použiť prirodzené chladenie a úspora energie je relatívne nízka. Hoci má systém chladenia vzduchom nízku účinnosť odvodu tepla a vysokú spotrebu energie, stále ide o najpoužívanejšiu metódu odvodu tepla v dátových centrách.
Kvapalinový chladiaci systém
Vzduchom chladené systémy majú svoje nevyhnutné nedostatky. Niektoré dátové centrá začali prechádzať na kvapalinové chladenie a najbežnejšie sú vodou chladené systémy. Vodný chladiaci systém odoberá teplo výmenou dosiek a chladenie je stabilné. Na výmenu kondenzátora je potrebná vonkajšia chladiaca veža alebo suchý chladič. Vodné chladenie eliminuje vzduchom chladenú vonkajšiu jednotku, ktorá rieši problém hluku a má malý dopad na životné prostredie. Systém vodného chladenia je zložitejší, nákladnejší a náročnejší 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 nebude existovať a spotreba energie bude oveľa nižšia. Na rozdiel od vody je olej nepolárna látka, ktorá neovplyvní elektronický integrovaný obvod a nepoškodí vnútorný hardvér servera. Systémy kvapalného chladenia však boli na trhu vždy búrlivé a daždivé a len málo dátových centier si osvojí túto metódu. Pretože systém chladenia kvapaliny, či už ide o ponorenie alebo iné metódy, vyžaduje, aby bola kvapalina filtrovaná, aby sa predišlo problémom, ako je hromadenie nečistôt, nadmerné usadeniny a biologický rast. Pre systémy na báze vody, ako sú tie kvapalinové chladiace systémy, ktoré používajú chladiace veže alebo odparovanie atď., v danom objeme, je potrebné riešiť problém sedimentov spolu s odstraňovaním pary a je potrebné ju oddeliť a" odvodnený" na likvidáciu, a to aj vtedy. Spracovanie tohto môže spôsobiť environmentálne problémy. Odparovací alebo adiabatický chladiaci systém.
Technológia odparovania je spôsob chladenia vzduchu pomocou poklesu teploty. Keď sa voda stretne s prúdiacim horúcim vzduchom, začne sa vyparovať a meniť sa na plyn. Odvádzanie tepla odparovaním nie je vhodné pre chladivá, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a náklady na inštaláciu sú nízke. Nevyžaduje použitie tradičných kompresorov, má nízku spotrebu energie a má výhody úspory energie, ochrany životného prostredia, hospodárnosti a zlepšenia kvality vzduchu v interiéri. 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 ochladzovanie znamená, že pri procese adiabatického stúpania vzduchu tlak vzduchu klesá so stúpajúcou výškou a vzduchový blok vďaka svojej objemovej expanzii pôsobí zvonka, čo vedie k zníženiu teploty samotného vzduchu. Pre dátové centrá sú tieto spôsoby chladenia stále nové.
Uzavretý chladiaci systém
Kryt chladiča uzavretého chladiaceho systému je utesnený a je pridaná expanzná nádrž. Počas prevádzky pary chladiacej kvapaliny vstupujú do expanznej nádrže a po ochladení prúdia späť do chladiča, čo môže zabrániť veľkým stratám chladiacej kvapaliny odparovaním a zvýšiť teplotu bodu varu chladiacej kvapaliny. Uzavretý chladiaci systém dokáže zabezpečiť, že motor nebude musieť dopĺňať chladiacu vodu po dobu 1 až 2 rokov. Pri používaní musí byť zaistené tesnenie, aby sa dosiahol účinok. Chladiaca kvapalina v expanznej nádrži sa nedá naplniť, takže zostáva priestor na expanziu. Po dvoch rokoch používania sa vypustí a prefiltruje a pred ďalším používaním sa upraví zloženie a bod tuhnutia. Uzavretý znamená, že prúdenie vzduchu je nedostatočné, čo môže ľahko spôsobiť lokálne problémy s prehriatím. Uzavreté chladenie sa často kombinuje s vodným chladením alebo kvapalinovým chladením a systém vodného chladenia môže byť tiež vytvorený ako uzavretý systém, ktorý môže efektívnejšie odvádzať teplo a zlepšovať účinnosť chladenia.
Okrem vyššie opísaných metód odvádzania tepla existuje mnoho úžasných metód odvádzania tepla a niektoré sa dokonca začali používať v praxi. Napríklad pomocou prirodzeného rozptylu tepla je dátové centrum postavené v chladných severských krajinách alebo postavené na morskom dne a vybavenie v dátovom centre je chladené cez"extrémne hlboké chladné". Podobne ako dátové centrum postavené Facebookom na Islande, aj Microsoft stavia dátové centrum pod morom. Okrem toho je možné vodné chladenie použiť bez štandardnej vody, na odvádzanie tepla pre dátové centrum možno použiť morskú vodu, odpadovú vodu z domácností alebo dokonca horúcu vodu. Napríklad Alibaba využíva na odvod tepla vodu z jazera Thousand Island Lake. Google zriadil dátové centrum vo fínskej Hamine, ktoré využíva morskú vodu na odvádzanie tepla. eBay vybudoval svoje dátové centrum v púšti. Priemerná vonkajšia teplota dátového centra je približne 46 stupňov Celzia. .
Vyššie uvedené predstavuje bežne používané technológie chladenia dátových centier, z ktorých niektoré sú stále v procese neustáleho zlepšovania a stále ide o laboratórne technológie. Pre budúci trend odvodu tepla 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 pokročilejších technológií odvodu tepla ďalej znížte náklady na prevádzku a údržbu dátového centra a zvýšite energetickú účinnosť.
