Apropos Kühltechnologie für Rechenzentren

Das schnelle Wachstum des Rechenzentrumsbaus hat zu immer mehr Geräten im Computerraum geführt, die eine konstante Temperatur- und Feuchtigkeitskühlumgebung für das Rechenzentrum bieten.

Der Stromverbrauch des Rechenzentrums wird stark ansteigen, gefolgt von einem proportionalen Anstieg an Kühlsystemen, Stromverteilungssystemen, USV und Generatoren, was eine große Herausforderung für den Energieverbrauch des Rechenzentrums darstellt.

In einer Zeit, in der sich das ganze Land für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung einsetzt, werden Rechenzentren, wenn sie blindlings soziale Energie verbrauchen, unweigerlich die Aufmerksamkeit der Regierung und der Bevölkerung auf sich ziehen. Dies ist nicht nur nicht förderlich für die zukünftige Entwicklung von Rechenzentren, sondern widerspricht auch der sozialen Moral, sodass der Energieverbrauch zum wichtigsten Inhalt des Rechenzentrumsbaus geworden ist.

Um ein Rechenzentrum zu entwickeln, ist es notwendig, seinen Umfang kontinuierlich zu erweitern und unweigerlich die Ausstattung zu erhöhen. Dies lässt sich nicht reduzieren, aber die Auslastung der Geräte muss verbessert werden. Ein weiterer großer Teil des Energieverbrauchs ist die Wärmeableitung. Der Energieverbrauch einer Rechenzentrums-Klimaanlage macht fast ein Drittel des Energieverbrauchs des gesamten Rechenzentrums aus. Wenn Sie mehr daran arbeiten können, wird der Energiespareffekt des Rechenzentrums verbessert. Sofort. Welche Kühltechnologien stehen also im Rechenzentrum zur Verfügung und welche Entwicklungsrichtungen sind die Zukunft? Die Antwort finden Sie in diesem Artikel.

Luftkühlsystem

Aus dem luftgekühlten Direktverdampfungssystem wird ein luftgekühltes System. Im luftgekühlten System befindet sich die Hälfte des Kältemittelkreislaufs in der Klimaanlage des Computerraums des Rechenzentrums und der Rest befindet sich im außenluftgekühlten Kondensator. Die Wärme im Maschinenraum wird durch die Rohrleitung, die das Kältemittel zum Umwälzen verwendet, in die Außenumgebung gepresst. Die heiße Luft überträgt die Wärme auf die Verdampferschlange und dann auf das Kältemittel. Das Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel wird durch den Kompressor und den Kondensator nach außen geleitet und strahlt dann die Wärme an die Außenatmosphäre ab. Das Luftkühlungssystem hat eine relativ geringe Energieeffizienz und führt die Wärme direkt durch den Wind ab. Aus Sicht der Kühlung wird der Hauptenergieverbrauch durch den Kompressor, den Innenventilator und den luftgekühlten Außenkondensator erzeugt. Aufgrund der zentralen Anordnung der Außengeräte, wenn die Außengeräte im Sommer alle eingeschaltet sind, ist das Phänomen des lokalen Wärmestaus offensichtlich, was die Kühlleistung verringert und den Nutzungseffekt beeinträchtigt. Darüber hinaus hat der Lärm des luftgekühlten Außengeräts einen größeren Einfluss auf die Umgebung und ist anfällig für Auswirkungen auf die umliegenden Bewohner. Natürliche Kühlung kann nicht verwendet werden, und die Energieeinsparung ist relativ gering. Obwohl das Luftkühlungssystem eine geringe Wärmeableitungseffizienz und einen hohen Energieverbrauch aufweist, ist es immer noch die am weitesten verbreitete Wärmeableitungsmethode in Rechenzentren.

Flüssigkeitskühlsystem

Luftgekühlte Systeme haben ihre unvermeidlichen Mängel. Einige Rechenzentren haben begonnen, auf Flüssigkeitskühlung umzustellen, und am häufigsten sind wassergekühlte Systeme. Die Wasserkühlung führt die Wärme durch Plattentausch ab und die Kühlung ist stabil. Ein Außenkühlturm oder Trockenkühler wird benötigt, um den Kondensator für den Wärmeaustausch zu ersetzen. Durch die Wasserkühlung entfällt das luftgekühlte Außengerät, was das Geräuschproblem löst und einen geringen Einfluss auf die Umwelt hat. Das Wasserkühlsystem ist komplexer, kostspieliger und schwieriger zu warten, kann aber die Kühl- und Energiesparanforderungen großer Rechenzentren erfüllen. Neben der Wasserkühlung gibt es eine Ölkühlung. Im Vergleich zur Wasserkühlung kann ein Ölkühlsystem den Energieverbrauch weiter reduzieren. Wenn das Ölkühlsystem übernommen wird, besteht das Staubproblem der herkömmlichen Luftkühlung nicht mehr und der Energieverbrauch wird viel geringer sein. Im Gegensatz zu Wasser ist Öl eine unpolare Substanz, die den elektronischen integrierten Schaltkreis nicht angreift und die interne Hardware des Servers nicht beschädigt. Flüssigkeitskühlsysteme waren jedoch schon immer stürmisch und regnerisch auf dem Markt, und nur wenige Rechenzentren werden diese Methode anwenden. Denn das Flüssigkeitskühlsystem, sei es durch Eintauchen oder andere Verfahren, erfordert, dass die Flüssigkeit gefiltert wird, um Probleme wie die Ansammlung von Verunreinigungen, übermäßige Sedimente und biologisches Wachstum zu vermeiden. Bei wasserbasierten Systemen, wie z. B. Flüssigkeitskühlsystemen, die Kühltürme oder Verdampfung usw. verwenden, ist es in einem bestimmten Volumen erforderlich, das Sedimentproblem zusammen mit der Entfernung von Dampf zu behandeln, und es muss getrennt und"abgelassen" zur Entsorgung, auch dann Die Behandlung dieser kann zu Umweltproblemen führen. Verdunstungs- oder adiabatisches Kühlsystem.

Die Verdunstungskühltechnologie ist eine Methode zur Kühlung von Luft durch Verwendung eines Temperaturabfalls. Wenn Wasser auf strömende heiße Luft trifft, beginnt es zu verdampfen und wird gasförmig. Die Verdampfungswärmeableitung ist für umweltschädliche Kältemittel nicht geeignet und die Installationskosten sind gering. Es erfordert keine herkömmlichen Kompressoren, hat einen geringen Energieverbrauch und bietet die Vorteile der Energieeinsparung, des Umweltschutzes, der Wirtschaftlichkeit und der Verbesserung der Raumluftqualität. Der Verdunstungskühler ist ein großer Ventilator, der heiße Luft auf das nasse Wasserkissen saugt. Wenn das Wasser im nassen Pad verdunstet, wird die Luft abgekühlt und herausgedrückt. Die Temperatur kann durch Einstellen des Luftstroms des Kühlers gesteuert werden. Adiabatische Kühlung bedeutet, dass während des adiabatischen Aufstiegs der Luft der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt und der Luftblock aufgrund seiner Volumenausdehnung nach außen arbeitet, was zu einer Temperatursenkung der Luft selbst führt. Für das Rechenzentrum sind diese Kühlmethoden noch neu.

Geschlossenes Kühlsystem

Der Kühlerdeckel des geschlossenen Kühlsystems wird abgedichtet und ein Ausgleichsbehälter hinzugefügt. Während des Betriebs tritt der Kühlmitteldampf in den Ausgleichsbehälter ein und strömt nach dem Abkühlen zum Kühler zurück, was einen großen Verdampfungsverlust des Kühlmittels verhindern und die Siedetemperatur des Kühlmittels erhöhen kann. Das geschlossene Kühlsystem kann dafür sorgen, dass der Motor 1 bis 2 Jahre lang kein Kühlwasser nachfüllen muss. Im Gebrauch muss die Abdichtung gewährleistet sein, um die Wirkung zu erhalten. Das Kühlmittel im Ausgleichsbehälter kann nicht nachgefüllt werden und lässt Raum für die Ausdehnung. Nach zweijähriger Verwendung wird es entleert und gefiltert, und die Zusammensetzung und der Gefrierpunkt werden vor der weiteren Verwendung angepasst. Geschlossen bedeutet, dass der Luftstrom nicht ausreicht, was leicht zu lokalen Überhitzungsproblemen führen kann. Geschlossene Kühlung wird oft mit Wasserkühlung oder Flüssigkeitskühlung kombiniert, und das Wasserkühlsystem kann auch zu einem geschlossenen System gemacht werden, das die Wärme effektiver abführen und die Kühleffizienz verbessern kann.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Wärmeableitungsverfahren gibt es viele wunderbare Wärmeableitungsverfahren, und einige wurden sogar in die Praxis umgesetzt. Zum Beispiel wird das Rechenzentrum unter Nutzung natürlicher Wärmeableitung in kalten nordischen Ländern gebaut oder bis auf den Meeresboden gebaut, und die Ausrüstung im Rechenzentrum wird durch"extremely deep cold" gekühlt. Wie das von Facebook in Island gebaute Rechenzentrum baut Microsoft ein Rechenzentrum unter Wasser. Zudem kann eine Wasserkühlung ohne Brauchwasser, Meerwasser, häusliches Abwasser oder gar Warmwasser zur Wärmeabfuhr für das Rechenzentrum genutzt werden. Alibaba nutzt beispielsweise das Wasser des Thousand Island Lake zur Wärmeableitung. Google hat im finnischen Hamina ein Rechenzentrum errichtet, das Meerwasser zur Wärmeableitung nutzt. eBay hat sein Rechenzentrum in der Wüste gebaut. Die durchschnittliche Außentemperatur des Rechenzentrums beträgt etwa 46 Grad Celsius. .

Das Obige stellt die gebräuchlichsten Technologien für die Kühlung von Rechenzentren vor, von denen einige sich noch im Prozess der kontinuierlichen Verbesserung befinden und immer noch Labortechnologien sind. Für den zukünftigen Trend der Wärmeableitung in Rechenzentren werden neben Hochleistungsrechenzentren und anderen internetbasierten Rechenzentren die meisten Rechenzentren an Orte mit niedrigeren Preisen und niedrigeren Stromkosten verlegt. Durch den Einsatz fortschrittlicherer Wärmeableitungstechnologien können die Betriebs- und Wartungskosten des Rechenzentrums weiter gesenkt und die Energieeffizienz verbessert werden.