КитайскиБързият растеж на изграждането на центрове за данни води до все повече оборудване в компютърната зала, което осигурява постоянна температура и влажност на хладилна среда за центъра за данни. Консумацията на енергия на центъра за данни ще се увеличи значително, последвано от пропорционално увеличение на охладителната система, системата за разпределение на електроенергия, възли и генератора, което ще доведе до големи предизвикателства за консумацията на енергия на центъра за данни. Във време, когато цялата страна се застъпва за пестене на енергия и намаляване на емисиите, ако центърът за данни сляпо консумира социална енергия, това неминуемо ще привлече вниманието на правителството и хората. Това не само не е благоприятно за бъдещото развитие на центъра за данни, но и противоречи на обществения морал. Следователно консумацията на енергия се превърна в най-загриженото съдържание при изграждането на центъра за данни. За да се развие центъра за данни, е необходимо непрекъснато разширяване на мащаба и увеличаване на оборудването. Това не може да бъде намалено, но степента на използване на оборудването трябва да се подобри при употреба. Друга голяма част от консумацията на енергия е разсейването на топлината. Консумацията на енергия на климатичната система в центъра за данни представлява почти повече от една трета от потреблението на енергия на целия център за данни. Ако можем да положим повече усилия за това, енергоспестяващият ефект от центъра за данни ще бъде незабавен. И така, какви са технологиите за разсейване на топлината в центъра за данни и какви са бъдещите посоки за развитие? Отговорът ще бъде намерен в тази статия.
Система за въздушно охлаждане
Системата за директно разширение с въздушно охлаждане се превръща в система за въздушно охлаждане. В системата за въздушно охлаждане половината от циркулационните вериги на хладилния агент са разположени в климатика на машинното помещение на центъра за данни, а останалите са разположени във външния кондензатор за охлаждане на въздуха. Топлината в машинното помещение се изстисква във външната среда чрез тръбопровода за циркулация на хладилен агент. Горещият въздух предава топлината към намотка на изпарителя и след това към хладилния агент. Хладилният агент с висока температура и високо налягане се изпраща към външния кондензатор от компресора и след това излъчва топлината към външната атмосфера. Енергийната ефективност на системата за въздушно охлаждане е сравнително ниска, а топлината се разсейва директно от вятъра. От гледна точка на охлаждането, основната консумация на енергия идва от компресора, вътрешния вентилатор и външния кондензатор с въздушно охлаждане. Поради централизираното разположение на външните тела, когато всички външни тела са включени през лятото, е очевидно локалното акумулиране на топлина, което ще намали ефективността на охлаждане и ще повлияе на ефекта от използването. Освен това шумът на външното тяло с въздушно охлаждане оказва голямо влияние върху околната среда, което е лесно да окаже въздействие върху околните обитатели. Естественото охлаждане не може да бъде възприето, а икономията на енергия е сравнително ниска. Въпреки че ефективността на охлаждането на системата за въздушно охлаждане не е висока и консумацията на енергия все още е висока, тя все още е най-широко използвания метод за охлаждане в центъра за данни.
Течна охладителна система
Системата за въздушно охлаждане има своите неизбежни недостатъци. Някои центрове за данни започнаха да се насочват към течно охлаждане, като най-разпространената е системата за водно охлаждане. Системата за водно охлаждане отвежда топлината през топлообменната плоча и охлаждането е стабилно. Изисква се външна охладителна кула или сух охладител за смяна на кондензатора за топлообмен. Водното охлаждане отменя външното тяло с въздушно охлаждане, решава проблема с шума и има малко въздействие върху околната среда. Системата за водно охлаждане е сложна, скъпа и трудна за поддръжка, но може да отговори на изискванията за охлаждане и пестене на енергия на големите центрове за данни. Освен водно охлаждане има и маслено. В сравнение с водното охлаждане, системата за маслено охлаждане може допълнително да намали консумацията на енергия. Ако се използва системата за маслено охлаждане, проблемът с праха, пред който е изправено традиционното въздушно охлаждане, вече не съществува, а консумацията на енергия е много по-ниска. За разлика от водата, маслото е неполярно вещество, което няма да повлияе на електронната интегрална схема и няма да повреди вътрешния хардуер на сървъра. Въпреки това, системата за течно охлаждане винаги е била гръм и дъжд на пазара и малко центрове за данни ще приемат този метод. Тъй като системата за течно охлаждане, независимо дали е потапяне или други методи, изисква филтриране на течността, за да се избегнат проблеми като натрупване на замърсители, прекомерна утайка и биологичен растеж. За системи на водна основа, като тези системи за течно охлаждане с охладителна кула или мерки за изпаряване, проблемите с утайките трябва да се третират с отстраняване на парата в даден обем и те трябва да бъдат отделени и „изхвърлени“, дори ако такова третиране може да причини екологични проблеми.
Изпарителна или адиабатична охладителна система
Технологията за изпарително охлаждане е метод за охлаждане на въздуха чрез използване на намаляване на температурата. Когато водата срещне течащия горещ въздух, тя започва да се изпарява и се превръща в газ. Изпарителното разсейване на топлината не е подходящо за хладилни агенти, вредни за околната среда, цената на инсталацията е ниска, традиционният компресор не е необходим, консумацията на енергия е ниска и има предимствата на пестене на енергия, защита на околната среда, икономичност и подобряване на качеството на въздуха в помещенията . Изпарителният охладител е голям вентилатор, който изтегля горещ въздух върху подложката за влажна вода. Когато водата в мократа подложка се изпари, въздухът се охлажда и изтласква навън. Температурата може да се контролира чрез регулиране на въздушния поток на охладителя. Адиабатното охлаждане означава, че в процеса на адиабатно издигане на въздуха, налягането на въздуха намалява с увеличаване на височината, а въздушният блок работи външно поради обемно разширение, което води до намаляване на температурата на въздуха. Тези методи за охлаждане все още са нови за центъра за данни.
Затворена охладителна система
Капачето на радиатора на затворената охладителна система е запечатано и се добавя разширителен съд. По време на работа, парите на охлаждащата течност влизат в разширителния резервоар и се връщат обратно към радиатора след охлаждане, което може да предотврати голяма загуба на охлаждаща течност от изпаряване и да подобри температурата на точката на кипене на охлаждащата течност. Затворената охладителна система може да гарантира, че двигателят не се нуждае от охлаждаща вода за 1 ~ 2 години. При употреба трябва да се осигури запечатването, за да се постигне ефектът. Охлаждащата течност в разширителния резервоар не може да се напълни, оставяйки място за разширение. След две години употреба изпразнете и филтрирайте и продължете да използвате след коригиране на състава и точката на замръзване. Това означава, че недостатъчният въздушен поток може лесно да причини локално прегряване. Затвореното охлаждане често се комбинира с водно или течно охлаждане. Системата за водно охлаждане може също да бъде превърната в затворена система, която може да разсейва топлината по-ефективно и да подобри ефективността на охлаждане.
В допълнение към методите за разсейване на топлината, представени по-горе, има много прекрасни методи за разсейване на топлината, някои от които дори са приложени на практика. Например, естественото разсейване на топлината се използва за изграждане на центъра за данни в студените скандинавски страни или до морското дъно, а „екстремно дълбок студ“ се използва за охлаждане на оборудването в центъра за данни. Подобно на центъра за данни на Facebook в Исландия, центъра за данни на Microsoft в морското дъно. Освен това водното охлаждане не може да използва стандартна вода. Морска вода, битови отпадъчни води и дори топла вода могат да се използват за отопление на центъра за данни. Например, Alibaba използва водата от езерото Qiandao за разсейване на топлината. Google създаде център за данни, използващ морска вода за разсейване на топлината в Хамина, Финландия. EBay изгради своя център за данни в пустинята. Средната външна температура на центъра за данни е около 46 градуса по Целзий.
Горното въвежда общите технологии за разсейване на топлината в центровете за данни, някои от които все още са в процес на непрекъснато усъвършенстване и все още са лабораторни технологии. За бъдещата тенденция на охлаждане на центровете за данни, в допълнение към високопроизводителните изчислителни центрове и други интернет-базирани центрове за данни, повечето центрове за данни ще се преместят на места с по-ниски цени и по-ниски разходи за енергия. Чрез приемането на по-модерна технология за охлаждане, разходите за експлоатация и поддръжка на центровете за данни ще бъдат допълнително намалени и енергийната ефективност ще бъде подобрена.
Време на публикация: 02.08.2021 г