chinoEl rápido crecimiento de la construcción de centros de datos conduce a más y más equipos en la sala de computadoras, lo que proporciona un entorno de refrigeración de temperatura y humedad constante para el centro de datos. El consumo de energía del centro de datos aumentará enormemente, seguido por el aumento proporcional del sistema de enfriamiento, sistema de distribución de energía, ups y generador, lo que traerá grandes desafíos al consumo de energía del centro de datos. En un momento en que todo el país aboga por la conservación de energía y la reducción de emisiones, si el centro de datos consume energía social a ciegas, inevitablemente atraerá la atención del gobierno y la gente. No solo no favorece el desarrollo futuro del centro de datos, sino que también va en contra de la moral social. Por tanto, el consumo de energía se ha convertido en el contenido más preocupante en la construcción del centro de datos. Para desarrollar el centro de datos, es necesario expandir continuamente la escala y aumentar los equipos. Esto no se puede reducir, pero es necesario mejorar la tasa de utilización del equipo. Otra gran parte del consumo de energía es la disipación de calor. El consumo de energía de un sistema de aire acondicionado de un centro de datos representa casi más de un tercio del consumo de energía de todo el centro de datos. Si podemos hacer más esfuerzos en esto, el efecto de ahorro de energía del centro de datos será inmediato. Entonces, ¿cuáles son las tecnologías de disipación de calor en el centro de datos y cuáles son las direcciones de desarrollo futuras? La respuesta se encontrará en este artículo.
Sistema de enfriamiento de aire
El sistema de expansión directa de refrigeración por aire se convierte en un sistema de refrigeración por aire. En el sistema de refrigeración por aire, la mitad de los circuitos de circulación de refrigerante se encuentran en el aire acondicionado de la sala de máquinas del centro de datos y el resto en el condensador de refrigeración por aire exterior. El calor dentro de la sala de máquinas se exprime hacia el ambiente exterior a través de la tubería de circulación de refrigerante. El aire caliente transfiere el calor al serpentín del evaporador y luego al refrigerante. El refrigerante de alta temperatura y alta presión es enviado al condensador exterior por el compresor y luego irradia el calor a la atmósfera exterior. La eficiencia energética del sistema de refrigeración por aire es relativamente baja y el viento disipa directamente el calor. Desde la perspectiva de la refrigeración, el principal consumo de energía proviene del compresor, el ventilador interior y el condensador exterior enfriado por aire. Debido al diseño centralizado de las unidades exteriores, cuando todas las unidades exteriores se encienden en verano, la acumulación de calor local es obvia, lo que reducirá la eficiencia de refrigeración y afectará el efecto de uso. Además, el ruido de la unidad exterior refrigerada por aire tiene un gran impacto en el entorno circundante, que es fácil de tener un impacto en los residentes circundantes. No se puede adoptar el enfriamiento natural y el ahorro de energía es relativamente bajo. Aunque la eficiencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento por aire no es alta y el consumo de energía sigue siendo alto, sigue siendo el método de enfriamiento más utilizado en el centro de datos.
Sistema de refrigeración líquida
El sistema de refrigeración por aire tiene sus inevitables desventajas. Algunos centros de datos han comenzado a recurrir a la refrigeración líquida y el más común es el sistema de refrigeración por agua. El sistema de refrigeración por agua elimina el calor a través de la placa de intercambio de calor y la refrigeración es estable. Se requiere una torre de enfriamiento al aire libre o un enfriador en seco para reemplazar el condensador para el intercambio de calor. El enfriamiento por agua cancela la unidad exterior enfriada por aire, resuelve el problema del ruido y tiene poco impacto en el medio ambiente. El sistema de refrigeración por agua es complejo, caro y difícil de mantener, pero puede cumplir con los requisitos de refrigeración y ahorro de energía de los grandes centros de datos. Además de la refrigeración por agua, hay refrigeración por aceite. En comparación con la refrigeración por agua, el sistema de refrigeración por aceite puede reducir aún más el consumo de energía. Si se adopta el sistema de enfriamiento de aceite, el problema de polvo que enfrenta el enfriamiento por aire tradicional ya no existe y el consumo de energía es mucho menor. A diferencia del agua, el aceite es una sustancia no polar que no afectará al circuito electrónico integrado y no dañará el hardware interno del servidor. Sin embargo, el sistema de refrigeración líquida siempre ha sido un trueno y lluvia en el mercado, y pocos centros de datos adoptarán este método. Porque el sistema de enfriamiento por líquido, ya sea por inmersión u otros métodos, requiere la filtración del líquido para evitar problemas como la acumulación de contaminantes, sedimentos excesivos y crecimiento biológico. Para los sistemas a base de agua, como los sistemas de enfriamiento de líquidos con torre de enfriamiento o medidas de evaporación, los problemas de sedimentos deben tratarse con la eliminación de vapor en un volumen determinado, y deben separarse y "descargarse", incluso si dicho tratamiento puede causar problemas ambientales.
Sistema de enfriamiento evaporativo o adiabático
La tecnología de enfriamiento evaporativo es un método para enfriar el aire mediante la disminución de la temperatura. Cuando el agua se encuentra con el aire caliente que fluye, comienza a vaporizarse y convertirse en gas. La disipación de calor por evaporación no es adecuada para refrigerantes nocivos para el medio ambiente, el costo de instalación es bajo, no se necesita el compresor tradicional, el consumo de energía es bajo y tiene las ventajas de ahorro de energía, protección ambiental, economía y mejora de la calidad del aire interior. . El enfriador evaporativo es un gran ventilador que atrae aire caliente hacia la almohadilla de agua húmeda. Cuando el agua de la almohadilla húmeda se evapora, el aire se enfría y se expulsa. La temperatura se puede controlar ajustando el flujo de aire del enfriador. El enfriamiento adiabático significa que en el proceso de aumento adiabático del aire, la presión del aire disminuye con el aumento de la altura, y el bloque de aire funciona externamente debido a la expansión del volumen, lo que resulta en una disminución de la temperatura del aire. Estos métodos de enfriamiento siguen siendo novedosos para el centro de datos.
Sistema de enfriamiento cerrado
La tapa del radiador del sistema de enfriamiento cerrado está sellada y se agrega un tanque de expansión. Durante el funcionamiento, el vapor de refrigerante ingresa al tanque de expansión y regresa al radiador después del enfriamiento, lo que puede evitar una gran cantidad de pérdida de refrigerante por evaporación y mejorar la temperatura del punto de ebullición del refrigerante. El sistema de refrigeración cerrado puede garantizar que el motor no necesite agua de refrigeración durante 1 ~ 2 años. En uso, el sellado debe garantizarse para obtener el efecto. El refrigerante en el tanque de expansión no se puede llenar, dejando espacio para la expansión. Después de dos años de uso, descargue y filtre, y continúe usando después de ajustar la composición y el punto de congelación. Significa que un flujo de aire insuficiente puede provocar un sobrecalentamiento local. El enfriamiento cerrado a menudo se combina con enfriamiento por agua o enfriamiento por líquido. El sistema de enfriamiento por agua también se puede convertir en un sistema cerrado, que puede disipar el calor de manera más efectiva y mejorar la eficiencia de la refrigeración.
Además de los métodos de disipación de calor presentados anteriormente, existen muchos métodos maravillosos de disipación de calor, algunos de los cuales incluso se han aplicado en la práctica. Por ejemplo, se adopta la disipación de calor natural para construir el centro de datos en los fríos países nórdicos o en el lecho marino, y se utiliza el “frío profundo extremo” para enfriar el equipo en el centro de datos. Como el centro de datos de Facebook en Islandia, el centro de datos de Microsoft en el fondo del mar. Además, la refrigeración por agua no puede utilizar agua estándar. Se puede utilizar agua de mar, aguas residuales domésticas e incluso agua caliente para calentar el centro de datos. Por ejemplo, Alibaba usa el agua del lago Qiandao para disipar el calor. Google ha establecido un centro de datos que utiliza agua de mar para disipar el calor en Hamina, Finlandia. EBay ha construido su centro de datos en el desierto. La temperatura exterior promedio del centro de datos es de unos 46 grados Celsius.
Lo anterior presenta las tecnologías comunes de disipación de calor de los centros de datos, algunas de las cuales aún están en proceso de mejora continua y siguen siendo tecnologías de laboratorio. Para la futura tendencia de enfriamiento de los centros de datos, además de los centros de computación de alto rendimiento y otros centros de datos basados en Internet, la mayoría de los centros de datos se trasladarán a lugares con precios más bajos y costos de energía más bajos. Al adoptar una tecnología de enfriamiento más avanzada, el costo de operación y mantenimiento de los centros de datos se reducirá aún más y se mejorará la eficiencia energética.
Hora de publicación: Ago-02-2021