Vi taler om datacenterkøleteknologi

Den hurtige vækst i datacenterbyggeri har ført til mere og mere udstyr i computerrummet, som giver et konstant temperatur- og fugtkølemiljø til datacentret.

Strømforbruget i datacentret vil stige kraftigt, efterfulgt af en proportional stigning i kølesystemer, strømfordelingssystemer, UPS og generatorer, hvilket udgør en stor udfordring for datacentrets energiforbrug.

I en tid, hvor hele landet går ind for energibesparelse og emissionsreduktion, vil datacentre uundgåeligt tiltrække sig regeringens og befolkningens opmærksomhed, hvis datacentre blindt forbruger social energi. Ikke alene er det ikke befordrende for den fremtidige udvikling af datacentre, men strider også mod social moral, så energiforbruget er blevet det mest bekymrede indhold af datacenterbyggeri.

For at udvikle et datacenter er det nødvendigt løbende at udvide dets omfang og uundgåeligt øge udstyr. Dette kan ikke reduceres, men brugen af ​​udstyr skal forbedres. En anden stor del af energiforbruget er varmeafledning. Energiforbruget i et datacenter klimaanlæg tegner sig for næsten en tredjedel af energiforbruget i hele datacentret. Hvis du kan arbejde hårdere på dette, vil datacentrets energibesparende effekt blive forbedret. Med det samme. Så hvilke køleteknologier er tilgængelige i datacentret, og hvilke er de fremtidige udviklingsretninger? Svaret finder du i denne artikel.

Luftkølesystem

Det luftkølede direkte ekspansionssystem bliver til et luftkølet system. I det luftkølede system er halvdelen af ​​kølemiddelcirkulationssløjfen placeret i datacenterets computerrums klimaanlæg, og resten er placeret i den udendørs luftkølede kondensator. Varmen inde i maskinrummet presses ind i det udendørs miljø gennem rørledningen, der bruger kølemidlet til at cirkulere. Den varme luft overfører varmen til fordamperbatteriet og derefter til kølemidlet. Kølemidlet med høj temperatur og højtryk sendes til det fri af kompressoren, kondensatoren, og udstråler derefter varmen til den udendørs atmosfære. Luftkølesystemet har relativt lav energieffektivitet og afleder direkte varme med vinden. Fra et køleperspektiv genereres hovedenergiforbruget af kompressoren, den indendørs ventilator og den luftkølede udendørs kondensator. På grund af det centraliserede layout af udendørsenhederne, når alle udendørsenhederne er tændt om sommeren, er fænomenet med lokal varmeakkumulering indlysende, hvilket vil reducere køleeffektiviteten og påvirke brugseffekten. Desuden har støjen fra den luftkølede udendørsenhed en større indvirkning på det omgivende miljø og er tilbøjelig til at påvirke de omkringliggende beboere. Naturlig køling kan ikke anvendes, og energibesparelsen er relativt lav. Selvom luftkølesystemet har lav varmeafledningseffektivitet og højt energiforbrug, er det stadig den mest udbredte varmeafledningsmetode i datacentre.

Væskekølesystem

Luftkølede systemer har deres uundgåelige mangler. Nogle datacentre er begyndt at skifte til væskekøling, og det mest almindelige er vandkølede systemer. Vandkølesystemet fjerner varmen gennem pladeudveksling, og kølingen er stabil. Et udendørs køletårn eller tørkøler er nødvendigt for at erstatte kondensatoren til varmeveksling. Vandkølingen eliminerer den luftkølede udendørsenhed, som løser støjproblemet og har en lille indvirkning på miljøet. Vandkølesystemet er mere komplekst, dyrt og vanskeligt at vedligeholde, men det kan opfylde kravene til afkøling og energibesparelse i store datacentre. Udover vandkøling er der oliekøling. Sammenlignet med vandkøling kan oliekølesystemet yderligere reducere energiforbruget. Hvis oliekølesystemet tages i brug, vil støvproblemet ved traditionel luftkøling ikke længere eksistere, og energiforbruget vil være meget lavere. I modsætning til vand er olie et ikke-polært stof, som ikke vil påvirke det elektroniske integrerede kredsløb og ikke beskadige serverens interne hardware. Væskekølesystemer har dog altid været tordnende og regnfulde på markedet, og få datacentre vil tage denne metode i brug. Fordi væskekølesystemet, uanset om det er nedsænkning eller andre metoder, kræver, at væsken skal filtreres for at undgå problemer såsom ophobning af forurenende stoffer, for store sedimenter og biologisk vækst. For vandbaserede systemer, såsom de væskekølesystemer, der bruger køletårne ​​eller fordampning osv., i et givet volumen, er det nødvendigt at håndtere sedimentproblemet sammen med fjernelse af damp, og det skal adskilles og"drænet" til bortskaffelse, selv da Behandlingen af ​​dette kan give miljøproblemer. Fordampende eller adiabatisk kølesystem.

Fordampende køleteknologi er en metode til at køle luft ved at bruge et temperaturfald. Når vand møder strømmende varm luft, begynder det at fordampe og blive til gas. Fordampningsvarmeafledning er ikke egnet til kølemidler, der er skadelige for miljøet, og installationsomkostningerne er lave. Det kræver ikke brug af traditionelle kompressorer, har lavt energiforbrug og har fordelene ved energibesparelse, miljøbeskyttelse, økonomi og forbedring af indendørs luftkvalitet. Fordampningskøleren er en stor blæser, der trækker varm luft ind på den våde vandpude. Når vandet i den våde pude fordamper, afkøles luften og skubbes ud. Temperaturen kan styres ved at justere luftstrømmen i køleren. Adiabatisk køling betyder, at under processen med adiabatisk stigning af luft, falder lufttrykket med stigningen i højden, og luftblokken virker eksternt på grund af sin volumenudvidelse, hvilket fører til et fald i selve luftens temperatur. For datacentret er disse kølemetoder stadig nye.

Lukket kølesystem

Kølerdækslet på det lukkede kølesystem er forseglet og en ekspansionsbeholder tilføjes. Under drift kommer kølevæskedampen ind i ekspansionsbeholderen og strømmer tilbage til radiatoren efter afkøling, hvilket kan forhindre en stor mængde af fordampningstab af kølevæsken og øge kølevæskens kogepunktstemperatur. Det lukkede kølesystem kan sikre, at motoren ikke skal tilføre kølevand i 1 til 2 år. Ved brug skal forseglingen sikres for at kunne modtage effekten. Kølevæsken i ekspansionsbeholderen kan ikke fyldes op, hvilket giver plads til ekspansion. Efter to års brug vil det blive tømt og filtreret, og sammensætningen og frysepunktet justeres, før det fortsættes med brug. Indelukket betyder, at luftgennemstrømningen er utilstrækkelig, hvilket let kan give lokale overophedningsproblemer. Lukket køling kombineres ofte med vandkøling eller væskekøling, og vandkølesystemet kan også laves om til et lukket system, som mere effektivt kan aflede varme og forbedre køleeffektiviteten.

Ud over de varmeafledningsmetoder, der er beskrevet ovenfor, er der mange vidunderlige varmeafledningsmetoder, og nogle er endda blevet taget i brug i praksis. For eksempel ved hjælp af naturlig varmeafledning bygges datacentret i kolde nordiske lande eller bygges til havbunden, og udstyret i datacentret afkøles gennem"ekstremt dyb kulde". Ligesom datacentret bygget af Facebook i Island, bygger Microsoft et datacenter under havet. Derudover kan vandkøling bruges uden standardvand, havvand, husspildevand eller endda varmt vand kan bruges til at aflede varme til datacentret. For eksempel bruger Alibaba vandet i Thousand Island Lake til varmeafledning. Google har etableret et datacenter i Hamina, Finland, der bruger havvand til varmeafledning. eBay byggede sit datacenter i ørkenen. Datacentrets gennemsnitlige udendørstemperatur er omkring 46 grader Celsius. .

Ovenstående introducerer de almindeligt anvendte teknologier til datacenterkøling, hvoraf nogle stadig er i gang med løbende forbedringer og stadig er laboratorieteknologier. For den fremtidige tendens til varmeafledning af datacentre vil de fleste datacentre udover højtydende computercentre og andre internetbaserede datacentre blive flyttet til steder med lavere priser og lavere strømomkostninger. Ved at anvende mere avancerede varmeafledningsteknologier reducerer datacentrets drifts- og vedligeholdelsesomkostninger yderligere og forbedrer energieffektiviteten.