Diskussion om varmeafledningsteknologi for datacenter

Den hurtige vækst i datacenterbyggeri fører til mere og mere udstyr i computerrummet, som giver et konstant temperatur- og fugtkølemiljø til datacentret. Strømforbruget i datacentret vil stige meget, efterfulgt af en proportional stigning af kølesystem, strømfordelingssystem, ups og generator, hvilket vil medføre store udfordringer for energiforbruget i datacentret. I en tid, hvor hele landet går ind for energibesparelse og emissionsreduktion, vil det uundgåeligt tiltrække regeringens og folks opmærksomhed, hvis datacentret blindt forbruger social energi. Ikke alene er det ikke befordrende for den fremtidige udvikling af datacentret, men strider også mod social moral. Derfor er energiforbruget blevet det mest bekymrede indhold i opførelsen af ​​datacentret. For at udvikle datacentret er det nødvendigt løbende at udvide skalaen og øge udstyr. Dette kan ikke reduceres, men udnyttelsesgraden af ​​udstyr skal forbedres under brug. En anden stor del af energiforbruget er varmeafledning. Energiforbruget i et datacenter klimaanlæg tegner sig for næsten mere end en tredjedel af energiforbruget i hele datacentret. Hvis vi kan gøre en større indsats på dette, vil den energibesparende effekt af datacentret være øjeblikkelig. Så hvad er varmeafledningsteknologierne i datacentret, og hvad er de fremtidige udviklingsretninger? Svaret finder du i denne artikel.

Luftkølesystem

Luftkøling direkte ekspansionssystem bliver luftkølesystem. I luftkølesystemet er halvdelen af ​​kølemiddelcirkulationskredsløbet placeret i klimaanlægget i datacentrets maskinrum, og resten er placeret i udendørsluftkølingskondensatoren. Varmen inde i maskinrummet presses ind i det udendørs miljø gennem kølemiddelcirkulationsrørledningen. Den varme luft overfører varmen til fordamperbatteriet og derefter til kølemidlet. Højtemperatur- og højtrykskølemidlet sendes til den udendørs kondensator af kompressoren og udstråler derefter varmen til den udendørs atmosfære. Luftkølesystemets energieffektivitet er relativt lav, og varmen ledes direkte af vinden. Set fra køling kommer hovedenergiforbruget fra kompressoren, den indendørs ventilator og den luftkølede udendørs kondensator. På grund af det centraliserede layout af udendørsenheder, når alle udendørsenheder er tændt om sommeren, er lokal varmeakkumulering indlysende, hvilket vil reducere køleeffektiviteten og påvirke brugseffekten. Desuden har støjen fra luftkølet udendørsenhed stor indflydelse på det omgivende miljø, hvilket er let at påvirke de omkringliggende beboere. Naturlig køling kan ikke anvendes, og energibesparelsen er relativt lav. Selvom køleeffektiviteten af ​​luftkølesystemet ikke er høj, og energiforbruget stadig er højt, er det stadig den mest udbredte kølemetode i datacentret.

Væskekølesystem

Luftkølesystem har sine uundgåelige ulemper. Nogle datacentre er begyndt at vende sig til væskekøling, og det mest almindelige er vandkølingssystem. Vandkølesystemet fjerner varmen gennem varmevekslerpladen, og kølingen er stabil. Udendørs køletårn eller tørkøler er påkrævet for at erstatte kondensator til varmeveksling. Vandkøling annullerer den luftkølede udendørsenhed, løser støjproblemet og har ringe indvirkning på miljøet. Vandkølesystemet er komplekst, dyrt og svært at vedligeholde, men det kan opfylde kravene til køling og energibesparelse i store datacentre. Udover vandkøling er der oliekøling. Sammenlignet med vandkøling kan oliekølesystemet yderligere reducere energiforbruget. Hvis oliekølesystemet tages i brug, eksisterer det støvproblem, som den traditionelle luftkøling står over for, ikke længere, og energiforbruget er 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. Væskekølesystemet har dog altid været torden og regn på markedet, og få datacentre vil anvende denne metode. Fordi væskekølesystemet, uanset om det er nedsænkning eller andre metoder, kræver filtrering af væsken for at undgå problemer såsom ophobning af forurenende stoffer, overdreven sediment og biologisk vækst. For vandbaserede systemer, såsom væskekølesystemer med køletårn eller fordampningsforanstaltninger, skal sedimentproblemer behandles med fjernelse af damp i et givet volumen, og de skal adskilles og "tømmes", selvom en sådan behandling kan forårsage miljøproblemer.

Fordampende eller adiabatisk kølesystem

Fordampende køleteknologi er en metode til at køle luft ved at bruge temperaturfald. Når vand møder den strømmende varme luft, begynder det at fordampe og blive til gas. Fordampende varmeafledning er ikke egnet til kølemidler, der er skadelige for miljøet, installationsomkostningerne er lave, den traditionelle kompressor er ikke nødvendig, energiforbruget er lavt, og det 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 i processen med adiabatisk stigning af luft, falder lufttrykket med stigningen i højden, og luftblokken virker eksternt på grund af volumenudvidelse, hvilket resulterer i fald i lufttemperaturen. Disse kølemetoder er stadig nye for datacentret.

Lukket kølesystem

Kølerhætten 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 kølevæske og forbedre kølevæskens kogepunktstemperatur. Det lukkede kølesystem kan sikre, at motoren ikke har brug for kølevand i 1 ~ 2 år. Ved brug skal tætningen sikres for at opnå effekten. Kølevæsken i ekspansionsbeholderen kan ikke fyldes op, hvilket giver plads til ekspansion. Efter to års brug, udtømning og filtrering, og fortsæt med brug efter justering af sammensætning og frysepunkt. Det betyder, at utilstrækkelig luftgennemstrømning let kan forårsage lokal overophedning. Lukket køling kombineres ofte med vandkøling eller væskekøling. Vandkølesystemet kan også laves om til et lukket system, som kan aflede varme mere effektivt og forbedre køleeffektiviteten.

Ud over de varmeafledningsmetoder, der er introduceret ovenfor, er der mange vidunderlige varmeafledningsmetoder, hvoraf nogle endda er blevet anvendt i praksis. For eksempel anvendes naturlig varmeafledning til at bygge datacentret i kolde nordiske lande eller til havbunden, og "ekstrem dyb kulde" bruges til at køle udstyret i datacentret. Ligesom Facebooks datacenter på Island, Microsofts datacenter i havbunden. Derudover kan vandkøling ikke bruge standardvand. Havvand, husspildevand og endda varmt vand kan bruges til at opvarme datacentret. For eksempel bruger Alibaba vandet i Qiandao-søen til varmeafledning. Google har etableret et datacenter, der bruger havvand til varmeafledning i hamina, Finland. EBay har bygget sit datacenter i ørkenen. Datacentrets gennemsnitlige udendørstemperatur er omkring 46 grader Celsius.

Ovenstående introducerer de almindelige teknologier til varmeafledning af datacentre, hvoraf nogle stadig er i færd med løbende forbedringer og stadig er laboratorieteknologier. For datacentres fremtidige afkølingstrend vil de fleste datacentre udover højtydende computercentre og andre internetbaserede datacentre flytte til steder med lavere priser og lavere strømomkostninger. Ved at anvende mere avanceret køleteknologi vil drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne for datacentre blive yderligere reduceret, og energieffektiviteten vil blive forbedret.