Over datacenter-koeltechnologie gesproken
De snelle groei van de bouw van datacenters heeft geleid tot steeds meer apparatuur in de computerruimte, die zorgt voor een constante temperatuur en vochtigheidskoelomgeving voor het datacenter.
Het stroomverbruik van het datacenter zal sterk toenemen, gevolgd door een evenredige toename van koelsystemen, stroomdistributiesystemen, UPS en generatoren, wat een grote uitdaging vormt voor het energieverbruik van het datacenter.
In een tijd waarin het hele land pleit voor energiebesparing en emissiereductie, zullen datacenters, als ze blindelings sociale energie verbruiken, onvermijdelijk de aandacht trekken van de overheid en de bevolking. Het is niet alleen niet bevorderlijk voor de toekomstige ontwikkeling van datacenters, maar druist ook in tegen de sociale moraal, waardoor energieverbruik de belangrijkste factor is geworden bij de bouw van datacenters.
Om een datacenter te ontwikkelen, is het noodzakelijk om de schaal continu uit te breiden en onvermijdelijk de apparatuur uit te breiden. Dit kan niet worden verminderd, maar het gebruik van apparatuur moet worden verbeterd. Een ander groot deel van het energieverbruik is warmteafvoer. Het energieverbruik van een datacenter-airconditioningsysteem is goed voor bijna een derde van het energieverbruik van het gehele datacenter. Als je hier harder aan kunt werken, wordt het energiebesparende effect van het datacenter verbeterd. Onmiddellijk. Welke koeltechnologieën zijn er in het datacenter beschikbaar en wat zijn de toekomstige ontwikkelingsrichtingen? Het antwoord vindt u in dit artikel.
Luchtkoelsysteem
Het luchtgekoelde directe expansiesysteem wordt een luchtgekoeld systeem. In het luchtgekoelde systeem bevindt de helft van de circulatielus van het koelmiddel zich in de airconditioning in de computerruimte van het datacenter en de rest in de luchtgekoelde buitencondensor. De warmte in de machinekamer wordt naar de buitenomgeving geperst via de pijpleiding die het koelmiddel gebruikt om te circuleren. De hete lucht draagt de warmte over aan de verdamperspiraal en vervolgens aan het koelmiddel. Het koudemiddel met hoge temperatuur en hoge druk wordt door de compressor de condensor naar buiten gestuurd en straalt vervolgens de warmte uit naar de buitenatmosfeer. Het luchtkoelsysteem heeft een relatief lage energie-efficiëntie en voert warmte direct af door de wind. Vanuit koelperspectief wordt het belangrijkste energieverbruik gegenereerd door de compressor, de binnenventilator en de luchtgekoelde buitencondensor. Vanwege de gecentraliseerde indeling van de buitenunits, wanneer de buitenunits in de zomer allemaal zijn ingeschakeld, is het fenomeen van lokale warmteaccumulatie duidelijk, wat de koelefficiëntie zal verminderen en het gebruikseffect zal beïnvloeden. Bovendien heeft het geluid van de luchtgekoelde buitenunit een grotere impact op de omgeving en is gevoelig voor impact op omwonenden. Natuurlijke koeling kan niet worden gebruikt en de energiebesparing is relatief laag. Hoewel het luchtkoelsysteem een lage warmteafvoer-efficiëntie en een hoog energieverbruik heeft, is het nog steeds de meest gebruikte warmteafvoermethode in datacenters.
Vloeibaar koelsysteem
Luchtgekoelde systemen hebben hun onvermijdelijke tekortkomingen. Sommige datacenters zijn begonnen over te schakelen op vloeistofkoeling en de meest voorkomende zijn watergekoelde systemen. Het waterkoelsysteem voert de warmte af door platenwissel en de koeling is stabiel. Een buitenkoeltoren of droge koeler is nodig om de condensor voor warmtewisseling te vervangen. De waterkoeling elimineert de luchtgekoelde buitenunit, wat het geluidsprobleem oplost en een kleine impact heeft op het milieu. Het waterkoelsysteem is complexer, duurder en moeilijker te onderhouden, maar het kan voldoen aan de koelings- en energiebesparende eisen van grote datacenters. Naast waterkoeling is er oliekoeling. In vergelijking met waterkoeling kan het oliekoelsysteem het energieverbruik verder verminderen. Als het oliekoelsysteem wordt toegepast, bestaat het stofprobleem van traditionele luchtkoeling niet meer en zal het energieverbruik veel lager zijn. In tegenstelling tot water is olie een niet-polaire substantie die de elektronische geïntegreerde schakeling niet aantast en de interne hardware van de server niet beschadigt. Vloeistofkoelsystemen zijn echter altijd donderend en regenachtig geweest op de markt, en weinig datacenters zullen deze methode toepassen. Omdat het vloeistofkoelsysteem, of het nu gaat om onderdompeling of andere methoden, vereist dat de vloeistof wordt gefilterd om problemen zoals de ophoping van verontreinigingen, overmatige sedimenten en biologische groei te voorkomen. Voor op water gebaseerde systemen, zoals die vloeistofkoelsystemen die gebruik maken van koeltorens of verdamping, enz., in een bepaald volume, is het noodzakelijk om het sedimentprobleem samen met de verwijdering van stoom aan te pakken, en het moet worden gescheiden en"uitgelekt" voor verwijdering, ook dan. De behandeling hiervan kan milieuproblemen veroorzaken. Verdampings- of adiabatisch koelsysteem.
Verdampingskoelingstechnologie is een methode om lucht te koelen door gebruik te maken van een temperatuurdaling. Wanneer water in aanraking komt met stromende hete lucht, begint het te verdampen en in gas te veranderen. Verdampingswarmteafvoer is niet geschikt voor koudemiddelen die schadelijk zijn voor het milieu en de installatiekosten zijn laag. Het vereist geen gebruik van traditionele compressoren, heeft een laag energieverbruik en heeft de voordelen van energiebesparing, milieubescherming, zuinigheid en verbetering van de binnenluchtkwaliteit. De verdampingskoeler is een grote ventilator die warme lucht op het natte waterkussen zuigt. Wanneer het water in de natte pad verdampt, wordt de lucht gekoeld en naar buiten geduwd. De temperatuur kan worden geregeld door de luchtstroom van de koeler aan te passen. Adiabatische koeling betekent dat tijdens het proces van adiabatische stijging van lucht, de luchtdruk afneemt met de toename in hoogte, en het luchtblok werkt extern vanwege zijn volume-expansie, wat leidt tot een verlaging van de temperatuur van de lucht zelf. Voor het datacenter zijn deze koelingsmethoden nog nieuw.
Gesloten koelsysteem
De radiateurkap van het gesloten koelsysteem wordt afgedicht en er wordt een expansievat toegevoegd. Tijdens bedrijf komt de koelvloeistofdamp in het expansievat en stroomt na afkoeling terug naar de radiator, wat een grote hoeveelheid verdampingsverlies van de koelvloeistof kan voorkomen en de kookpunttemperatuur van de koelvloeistof kan verhogen. Het gesloten koelsysteem kan ervoor zorgen dat de motor 1 tot 2 jaar geen koelwater hoeft bij te vullen. Bij gebruik moet de afdichting worden gegarandeerd om het effect te krijgen. De koelvloeistof in het expansievat kan niet worden bijgevuld, waardoor er ruimte is voor expansie. Na twee jaar gebruik wordt het ontladen en gefilterd, waarna de samenstelling en het vriespunt worden aangepast alvorens verder te gebruiken. Ingesloten betekent dat de luchtstroom onvoldoende is, wat gemakkelijk lokale oververhittingsproblemen kan veroorzaken. Gesloten koeling wordt vaak gecombineerd met waterkoeling of vloeistofkoeling, en het waterkoelsysteem kan ook tot een gesloten systeem worden gemaakt, dat de warmte effectiever kan afvoeren en de koelingsefficiëntie kan verbeteren.
Naast de hierboven beschreven methoden voor warmteafvoer, zijn er veel prachtige methoden voor warmteafvoer, en sommige zijn zelfs in de praktijk toegepast. Door gebruik te maken van natuurlijke warmteafvoer wordt het datacenter bijvoorbeeld gebouwd in koude Scandinavische landen of tot op de zeebodem gebouwd, en wordt de apparatuur in het datacenter gekoeld via"extreem diepe koude". Net als het datacenter gebouwd door Facebook in IJsland, bouwt Microsoft een datacenter onder de zee. Daarnaast kan waterkoeling worden gebruikt zonder standaard water, kan zeewater, huishoudelijk afvalwater of zelfs warm water worden gebruikt om warmte af te voeren voor het datacenter. Zo gebruikt Alibaba het water van Thousand Island Lake voor warmteafvoer. Google heeft een datacenter opgericht in Hamina, Finland dat zeewater gebruikt voor warmteafvoer. eBay bouwde zijn datacenter in de woestijn. De gemiddelde buitentemperatuur van het datacenter ligt rond de 46 graden Celsius. .
Het bovenstaande introduceert de veelgebruikte technologieën voor datacenterkoeling, waarvan sommige nog steeds in het proces van continue verbetering zijn en nog steeds laboratoriumtechnologieën zijn. Voor de toekomstige trend van warmteafvoer van datacenters zullen, naast krachtige rekencentra en andere op internet gebaseerde datacenters, de meeste datacenters worden verplaatst naar plaatsen met lagere prijzen en lagere energiekosten. Door meer geavanceerde warmtedissipatietechnologieën toe te passen, kunt u de bedrijfs- en onderhoudskosten van het datacenter verder verlagen en de energie-efficiëntie verbeteren.
