chinêsO rápido crescimento da construção do data center leva a mais e mais equipamentos na sala de informática, o que fornece um ambiente de refrigeração com temperatura e umidade constantes para o data center. O consumo de energia do data center aumentará bastante, seguido pelo aumento proporcional do sistema de refrigeração, sistema de distribuição de energia, ups e gerador, o que trará grandes desafios ao consumo de energia do data center. Em um momento em que todo o país está defendendo a conservação de energia e a redução de emissões, se o data center consumir energia social às cegas, inevitavelmente atrairá a atenção do governo e da população. Não só não conduz ao desenvolvimento futuro do data center, mas também vai contra a moralidade social. Portanto, o consumo de energia se tornou o conteúdo mais preocupado na construção do data center. Para desenvolver o data center, é necessário expandir continuamente a escala e aumentar os equipamentos. Isso não pode ser reduzido, mas a taxa de utilização do equipamento precisa ser melhorada em uso. Outra grande parte do consumo de energia é a dissipação de calor. O consumo de energia de um sistema de ar condicionado de data center é responsável por quase mais de um terço do consumo de energia de todo o data center. Se pudermos fazer mais esforços nisso, o efeito de economia de energia do data center será imediato. Então, quais são as tecnologias de dissipação de calor no data center e quais são as direções de desenvolvimento futuro? A resposta será encontrada neste artigo.
Sistema de refrigeração de ar
O sistema de expansão direta do resfriamento de ar torna-se um sistema de resfriamento de ar. No sistema de resfriamento de ar, metade dos circuitos de circulação do refrigerante estão localizados no ar condicionado da sala de máquinas do data center e o restante está localizado no condensador de resfriamento de ar externo. O calor dentro da sala de máquinas é espremido para o ambiente externo por meio da tubulação de circulação do refrigerante. O ar quente transfere o calor para a serpentina do evaporador e depois para o refrigerante. O refrigerante de alta temperatura e alta pressão é enviado ao condensador externo pelo compressor e então irradia o calor para a atmosfera externa. A eficiência energética do sistema de resfriamento a ar é relativamente baixa e o calor é dissipado diretamente pelo vento. Do ponto de vista do resfriamento, o principal consumo de energia provém do compressor, ventilador interno e condensador externo resfriado a ar. Devido ao layout centralizado das unidades externas, quando todas as unidades externas são ligadas no verão, o acúmulo de calor local é óbvio, o que reduzirá a eficiência da refrigeração e afetará o efeito de uso. Além disso, o ruído da unidade exterior refrigerada a ar tem um grande impacto no ambiente envolvente, o que é fácil de ter nos residentes circundantes. O resfriamento natural não pode ser adotado e a economia de energia é relativamente baixa. Embora a eficiência de resfriamento do sistema de resfriamento a ar não seja alta e o consumo de energia ainda seja alto, ainda é o método de resfriamento mais usado no data center.
Sistema de refrigeração líquida
O sistema de refrigeração de ar tem suas desvantagens inevitáveis. Alguns data centers começaram a recorrer ao resfriamento a líquido, e o mais comum é o sistema de resfriamento a água. O sistema de resfriamento de água remove o calor através da placa de troca de calor e a refrigeração é estável. É necessária uma torre de resfriamento externa ou resfriador a seco para substituir o condensador para troca de calor. O resfriamento a água cancela a unidade externa resfriada a ar, resolve o problema de ruído e tem pouco impacto no meio ambiente. O sistema de refrigeração a água é complexo, caro e difícil de manter, mas pode atender aos requisitos de refrigeração e economia de energia de grandes data centers. Além do resfriamento a água, existe o resfriamento a óleo. Comparado com o resfriamento a água, o sistema de resfriamento a óleo pode reduzir ainda mais o consumo de energia. Se o sistema de resfriamento a óleo for adotado, o problema de poeira enfrentado pelo resfriamento a ar tradicional não existe mais, e o consumo de energia é muito menor. Ao contrário da água, o óleo é uma substância apolar, que não afetará o circuito integrado eletrônico e não danificará o hardware interno do servidor. No entanto, o sistema de refrigeração líquida sempre foi trovão e chuva no mercado, e poucos data centers irão adotar esse método. Porque o sistema de resfriamento de líquido, seja por imersão ou outros métodos, requer filtração do líquido para evitar problemas como acúmulo de poluentes, excesso de sedimentos e crescimento biológico. Para os sistemas de base aquosa, como os sistemas de refrigeração líquida com torre de resfriamento ou medidas de evaporação, os problemas de sedimentos precisam ser tratados com a retirada de vapor em um determinado volume, e precisam ser separados e “descarregados”, mesmo que tal tratamento pode causar problemas ambientais.
Sistema de resfriamento evaporativo ou adiabático
A tecnologia de resfriamento evaporativo é um método de resfriamento do ar usando a diminuição da temperatura. Quando a água encontra o fluxo de ar quente, ela começa a vaporizar e se transformar em gás. A dissipação de calor evaporativa não é adequada para refrigerantes prejudiciais ao meio ambiente, o custo de instalação é baixo, o compressor tradicional não é necessário, o consumo de energia é baixo e tem as vantagens de economia de energia, proteção ambiental, economia e melhoria da qualidade do ar interno . O resfriador evaporativo é um grande ventilador que puxa o ar quente para a almofada de água úmida. Quando a água da almofada molhada evapora, o ar é resfriado e expelido. A temperatura pode ser controlada ajustando o fluxo de ar do refrigerador. Resfriamento adiabático significa que no processo de elevação adiabática do ar, a pressão do ar diminui com o aumento da altura, e o bloqueio de ar funciona externamente devido à expansão do volume, resultando na diminuição da temperatura do ar. Esses métodos de resfriamento ainda são novos para o data center.
Sistema de refrigeração fechado
A tampa do radiador do sistema de resfriamento fechado é selada e um tanque de expansão é adicionado. Durante a operação, o vapor do refrigerante entra no tanque de expansão e flui de volta para o radiador após o resfriamento, o que pode evitar uma grande perda de evaporação do refrigerante e melhorar a temperatura do ponto de ebulição do refrigerante. O sistema de refrigeração fechado pode garantir que o motor não precise de água de refrigeração por 1 a 2 anos. Em uso, a vedação deve ser assegurada para obter o efeito. O refrigerante no tanque de expansão não pode ser abastecido, deixando espaço para expansão. Após dois anos de uso, descarregue e filtre e continue a usar após ajustar a composição e o ponto de congelamento. Isso significa que o fluxo de ar insuficiente é fácil de causar superaquecimento local. O resfriamento fechado geralmente é combinado com o resfriamento a água ou a líquido. O sistema de resfriamento de água também pode ser feito em um sistema fechado, que pode dissipar o calor de forma mais eficaz e melhorar a eficiência da refrigeração.
Além dos métodos de dissipação de calor apresentados acima, existem muitos métodos maravilhosos de dissipação de calor, alguns dos quais até mesmo aplicados na prática. Por exemplo, a dissipação natural de calor é adotada para construir o data center nos países nórdicos frios ou no fundo do mar, e o “frio profundo e extremo” é usado para resfriar o equipamento no data center. Como o data center do Facebook na Islândia, o data center da Microsoft no fundo do mar. Além disso, o resfriamento de água não pode usar água padrão. Água do mar, água residual doméstica e até água quente podem ser usadas para aquecer o data center. Por exemplo, o Alibaba usa a água do Lago Qiandao para dissipação de calor. O Google estabeleceu um data center usando água do mar para dissipação de calor em Hamina, Finlândia. EBay construiu seu data center no deserto. A temperatura média externa do data center é de cerca de 46 graus Celsius.
O texto acima apresenta as tecnologias comuns de dissipação de calor do data center, algumas das quais ainda estão em processo de melhoria contínua e ainda são tecnologias de laboratório. Para a tendência futura de resfriamento de data centers, além de centros de computação de alto desempenho e outros data centers baseados na Internet, a maioria dos data centers se mudará para locais com preços mais baixos e custos de energia mais baixos. Ao adotar uma tecnologia de resfriamento mais avançada, o custo de operação e manutenção dos data centers será ainda mais reduzido e a eficiência energética será melhorada.
Horário da postagem: 02/08/2021