CineseLa rapida crescita della costruzione di data center porta a un numero sempre maggiore di apparecchiature nella sala computer, che fornisce un ambiente di refrigerazione a temperatura e umidità costante per il data center. Il consumo energetico del data center aumenterà notevolmente, seguito dall'aumento proporzionale del sistema di raffreddamento, del sistema di distribuzione dell'alimentazione, degli ups e del generatore, che porranno grandi sfide al consumo energetico del data center. In un momento in cui l'intero paese sta sostenendo il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, se il data center consuma ciecamente energia sociale, attirerà inevitabilmente l'attenzione del governo e della gente. Non solo non è favorevole allo sviluppo futuro del data center, ma è anche contrario alla moralità sociale. Pertanto, il consumo di energia è diventato il contenuto più preoccupato nella costruzione del data center. Per sviluppare il data center, è necessario espandere continuamente la scala e aumentare le attrezzature. Questo non può essere ridotto, ma il tasso di utilizzo delle apparecchiature deve essere migliorato durante l'uso. 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 più di un terzo del consumo energetico dell'intero data center. Se possiamo fare più sforzi su questo, l'effetto di risparmio energetico del data center sarà immediato. Quindi, quali sono le tecnologie di dissipazione del calore 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 di raffreddamento ad aria ad espansione diretta diventa sistema di raffreddamento ad aria. Nel sistema di raffreddamento ad aria, metà dei circuiti di circolazione del refrigerante si trovano nel condizionatore d'aria della sala macchine del data center e il resto si trova nel condensatore di raffreddamento dell'aria esterna. Il calore all'interno della sala macchine viene spremuto nell'ambiente esterno attraverso la tubazione di circolazione del refrigerante. L'aria calda trasferisce il calore alla serpentina dell'evaporatore e quindi al refrigerante. Il refrigerante ad alta temperatura e alta pressione viene inviato al condensatore esterno dal compressore e quindi irradia il calore nell'atmosfera esterna. L'efficienza energetica del sistema di raffreddamento ad aria è relativamente bassa e il calore viene dissipato direttamente dal vento. Dal punto di vista del raffreddamento, il consumo energetico principale deriva dal compressore, dal ventilatore interno e dal condensatore esterno raffreddato ad aria. A causa della disposizione centralizzata delle unità esterne, quando tutte le unità esterne sono accese in estate, è evidente l'accumulo di calore locale, che ridurrà l'efficienza di refrigerazione e influirà sull'effetto di utilizzo. Inoltre, il rumore dell'unità esterna raffreddata ad aria ha un grande impatto sull'ambiente circostante, che è facile avere un impatto sui residenti circostanti. Non è possibile adottare il raffreddamento naturale e il risparmio energetico è relativamente basso. Sebbene l'efficienza di raffreddamento del sistema di raffreddamento ad aria non sia elevata e il consumo di energia sia ancora elevato, è ancora il metodo di raffreddamento più utilizzato nel data center.
Sistema di raffreddamento a liquido
Il sistema di raffreddamento ad aria ha i suoi inevitabili svantaggi. Alcuni data center hanno iniziato a passare al raffreddamento a liquido e il più comune è il sistema di raffreddamento ad acqua. Il sistema di raffreddamento ad acqua rimuove il calore attraverso la piastra di scambio termico e la refrigerazione è stabile. È necessaria una torre di raffreddamento esterna o un dry cooler per sostituire il condensatore per lo scambio di calore. Il raffreddamento ad acqua annulla l'unità esterna raffreddata ad aria, risolve il problema del rumore e ha un impatto minimo sull'ambiente. Il sistema di raffreddamento ad acqua è complesso, costoso e di difficile manutenzione, 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 esiste più e il consumo di energia è 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, il sistema di raffreddamento a liquido è sempre stato tuono e pioggia sul mercato e pochi data center adotteranno questo metodo. Perché il sistema di raffreddamento a liquido, sia ad immersione che con altri metodi, richiede la filtrazione del liquido per evitare problemi come accumulo di inquinanti, sedimenti eccessivi e crescita biologica. Per i sistemi ad acqua, come quelli di raffreddamento a liquido con torre di raffreddamento o misure di evaporazione, i problemi di sedimenti devono essere trattati con la rimozione del vapore in un dato volume e devono essere separati e "scaricati", anche se tale trattamento può causare problemi ambientali.
Sistema di raffreddamento evaporativo o adiabatico
La tecnologia di raffreddamento evaporativo è un metodo per raffreddare l'aria utilizzando la diminuzione della temperatura. Quando l'acqua incontra l'aria calda che scorre, inizia a vaporizzare e diventare gas. La dissipazione del calore per evaporazione non è adatta per i refrigeranti dannosi per l'ambiente, il costo di installazione è basso, il compressore tradizionale non è necessario, il consumo energetico è basso e presenta i vantaggi del risparmio energetico, della protezione ambientale, 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. Il raffreddamento adiabatico significa che nel processo di aumento adiabatico dell'aria, la pressione dell'aria diminuisce con l'aumento dell'altezza e il blocco dell'aria funziona esternamente a causa dell'espansione del volume, con conseguente diminuzione della temperatura dell'aria. Questi metodi di raffreddamento sono ancora nuovi per il data center.
Sistema di raffreddamento chiuso
Il tappo del radiatore del sistema di raffreddamento chiuso è sigillato e viene aggiunto un vaso di espansione. Durante il funzionamento, il vapore del refrigerante entra nel serbatoio di espansione e torna al radiatore dopo il raffreddamento, il che può prevenire una grande quantità di perdite per evaporazione del refrigerante e migliorare la temperatura del punto di ebollizione del refrigerante. Il sistema di raffreddamento a circuito chiuso può garantire che il motore non necessiti di acqua di raffreddamento per 1 ~ 2 anni. In uso, la tenuta deve essere assicurata per ottenere l'effetto. Il liquido di raffreddamento nel serbatoio di espansione non può essere riempito, lasciando spazio per l'espansione. Dopo due anni di utilizzo, scaricare e filtrare e continuare a utilizzare dopo aver regolato la composizione e il punto di congelamento. Significa che un flusso d'aria insufficiente può facilmente causare un surriscaldamento locale. Il raffreddamento a circuito chiuso è spesso combinato con il raffreddamento ad acqua oa liquido. Il sistema di raffreddamento ad acqua può anche essere trasformato in un sistema chiuso, che può dissipare il calore in modo più efficace e migliorare l'efficienza della refrigerazione.
Oltre ai metodi di dissipazione del calore introdotti sopra, ci sono molti meravigliosi metodi di dissipazione del calore, alcuni dei quali sono stati persino applicati nella pratica. Ad esempio, la dissipazione naturale del calore viene adottata per costruire il data center nei freddi paesi nordici o sul fondale marino e il "freddo estremo e profondo" viene utilizzato per raffreddare le apparecchiature nel data center. Come il data center di Facebook in Islanda, il data center di Microsoft nei fondali marini. Inoltre, il raffreddamento ad acqua non può utilizzare l'acqua standard. Per riscaldare il data center è possibile utilizzare acqua di mare, acque reflue domestiche e persino acqua calda. Ad esempio, Alibaba utilizza l'acqua del lago Qiandao per la dissipazione del calore. Google ha creato un data center che utilizza l'acqua di mare per la dissipazione del calore ad hamina, in Finlandia. 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 comuni tecnologie di dissipazione del calore dei data center, alcune delle quali sono ancora in fase di miglioramento continuo e sono ancora tecnologie di laboratorio. Per la futura tendenza al raffreddamento dei data center, oltre ai centri di calcolo ad alte prestazioni e ad altri data center basati su Internet, la maggior parte dei data center si sposterà in luoghi con prezzi più bassi e costi energetici inferiori. Adottando una tecnologia di raffreddamento più avanzata, i costi operativi e di manutenzione dei data center saranno ulteriormente ridotti e l'efficienza energetica sarà migliorata.
Tempo di pubblicazione: 02 agosto-2021