Diskussion zur Wärmeableitungstechnologie des Rechenzentrums

Das schnelle Wachstum des Rechenzentrumsbaus führt zu immer mehr Geräten im Computerraum, die eine konstante Temperatur- und Feuchtigkeitskühlumgebung für das Rechenzentrum bieten. Der Stromverbrauch des Rechenzentrums wird stark ansteigen, gefolgt von der proportionalen Zunahme von Kühlsystem, Stromverteilungssystem, USV und Generator, was den Energieverbrauch des Rechenzentrums vor große Herausforderungen stellen wird. In einer Zeit, in der sich das ganze Land für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung einsetzt, wird es unweigerlich die Aufmerksamkeit der Regierung und der Bevölkerung auf sich ziehen, wenn das Rechenzentrum blind soziale Energie verbraucht. Dies ist nicht nur der zukünftigen Entwicklung des Rechenzentrums nicht förderlich, sondern widerspricht auch der gesellschaftlichen Moral. Daher ist der Energieverbrauch beim Bau des Rechenzentrums zum wichtigsten Thema geworden. Um das Rechenzentrum auszubauen, ist es notwendig, den Maßstab kontinuierlich zu erweitern und die Ausstattung zu erhöhen. Dies kann nicht verringert werden, aber die Auslastung der Geräte muss im Einsatz verbessert werden. Ein weiterer großer Teil des Energieverbrauchs ist die Wärmeableitung. Der Energieverbrauch einer Rechenzentrums-Klimaanlage macht fast mehr als ein Drittel des Energieverbrauchs des gesamten Rechenzentrums aus. Wenn wir diesbezüglich mehr Anstrengungen unternehmen, wird der Energiespareffekt des Rechenzentrums sofort eintreten. Was sind also die Wärmeableitungstechnologien im Rechenzentrum und was sind die zukünftigen Entwicklungsrichtungen? Die Antwort finden Sie in diesem Artikel.

Luftkühlsystem

Luftkühlung Direktexpansionssystem wird Luftkühlungssystem. Im Luftkühlsystem befindet sich die Hälfte der Kältemittelzirkulationskreisläufe in der Klimaanlage des Rechenzentrums-Maschinenraums und der Rest im Außenluftkühlkondensator. Die Wärme im Maschinenraum wird durch die Kältemittelzirkulationsleitung in die Außenumgebung gedrückt. Die heiße Luft überträgt die Wärme auf die Verdampferschlange und dann auf das Kältemittel. Das Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel wird vom Kompressor zum Außenkondensator geleitet und strahlt dann die Wärme an die Außenatmosphäre ab. Die Energieeffizienz der Luftkühlung ist relativ gering und die Wärme wird direkt durch Wind abgeführt. Aus Sicht der Kühlung kommt der Hauptenergieverbrauch vom Kompressor, dem Innenlüfter und dem luftgekühlten Außenkondensator. Aufgrund der zentralen Anordnung der Außengeräte ist im Sommer, wenn alle Außengeräte eingeschaltet sind, ein lokaler Wärmestau offensichtlich, der die Kühlleistung verringert und den Nutzungseffekt beeinträchtigt. Darüber hinaus hat der Lärm des luftgekühlten Außengeräts einen großen Einfluss auf die Umgebung, was sich leicht auf die umliegenden Bewohner auswirken kann. Natürliche Kühlung kann nicht übernommen werden und die Energieeinsparung ist relativ gering. Obwohl die Kühleffizienz des Luftkühlsystems nicht hoch und der Energieverbrauch immer noch hoch ist, ist es immer noch die am weitesten verbreitete Kühlmethode im Rechenzentrum.

Flüssigkeitskühlsystem

Das Luftkühlsystem hat seine unvermeidlichen Nachteile. Einige Rechenzentren haben begonnen, sich der Flüssigkeitskühlung zuzuwenden, und das gebräuchlichste ist ein Wasserkühlungssystem. Das Wasserkühlsystem führt die Wärme über die Wärmetauscherplatte ab und die Kühlung ist stabil. Um den Kondensator für den Wärmeaustausch zu ersetzen, ist ein Außenkühlturm oder ein Trockenkühler erforderlich. Wasserkühlung hebt das luftgekühlte Außengerät auf, löst das Geräuschproblem und hat nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt. Das Wasserkühlsystem ist komplex, teuer und schwer zu warten, kann aber die Kühl- und Energiesparanforderungen großer Rechenzentren erfüllen. Neben der Wasserkühlung gibt es eine Ölkühlung. Im Vergleich zur Wasserkühlung kann das Ölkühlsystem den Energieverbrauch weiter reduzieren. Wenn das Ölkühlsystem übernommen wird, besteht das Staubproblem der herkömmlichen Luftkühlung nicht mehr und der Energieverbrauch ist viel geringer. Im Gegensatz zu Wasser ist Öl eine unpolare Substanz, die den elektronischen integrierten Schaltkreis nicht angreift und die interne Hardware des Servers nicht beschädigt. Das Flüssigkeitskühlsystem war jedoch schon immer ein Donner- und Regenwetter auf dem Markt, und nur wenige Rechenzentren werden diese Methode anwenden. Denn das Flüssigkeitskühlsystem, sei es durch Eintauchen oder andere Verfahren, erfordert eine Filtration der Flüssigkeit, um Probleme wie Schadstoffansammlungen, übermäßiges Sediment und biologisches Wachstum zu vermeiden. Bei wasserbasierten Systemen, wie z. B. bei Flüssigkeitskühlungen mit Kühlturm oder Verdampfungsmaßnahmen, müssen Sedimentprobleme mit Dampfentzug in einem bestimmten Volumen behandelt und getrennt und „abgeführt“ werden, auch wenn eine solche Behandlung kann Umweltprobleme verursachen.

Verdunstungs- oder adiabatisches Kühlsystem

Die Verdunstungskühlungstechnologie ist eine Methode zur Kühlung von Luft durch Nutzung der Temperaturabnahme. Wenn Wasser auf die strömende heiße Luft trifft, beginnt es zu verdampfen und wird gasförmig. Die Verdunstungswärmeableitung ist nicht für umweltschädliche Kältemittel geeignet, die Installationskosten sind niedrig, der herkömmliche Kompressor wird nicht benötigt, der Energieverbrauch ist gering und es hat 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 beim adiabatischen Anstieg der Luft der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt und der Luftblock aufgrund der Volumenausdehnung von außen arbeitet, was zu einer Abnahme der Lufttemperatur führt. Diese Kühlmethoden sind für das Rechenzentrum 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 verbessern kann. Das geschlossene Kühlsystem kann sicherstellen, dass der Motor 1 ~ 2 Jahre lang kein Kühlwasser benötigt. Im Gebrauch muss die Abdichtung gewährleistet sein, um die Wirkung zu erzielen. Das Kühlmittel im Ausgleichsbehälter kann nicht aufgefüllt werden und lässt Raum für die Ausdehnung. Nach zwei Jahren Gebrauch entleeren und filtern und nach Einstellung der Zusammensetzung und des Gefrierpunkts weiter verwenden. Dies bedeutet, dass ein unzureichender Luftstrom leicht zu einer lokalen Überhitzung führen kann. Geschlossene Kühlung wird oft mit Wasserkühlung oder Flüssigkeitskühlung kombiniert. Das Wasserkühlsystem kann auch zu einem geschlossenen System gemacht werden, das die Wärme effektiver abführen und die Kühleffizienz verbessern kann.

Neben den oben vorgestellten Wärmeableitungsverfahren gibt es viele wunderbare Wärmeableitungsverfahren, von denen einige sogar in der Praxis angewendet wurden. Zum Beispiel wird natürliche Wärmeableitung verwendet, um das Rechenzentrum in kalten nordischen Ländern oder an den Meeresboden zu bauen, und „extreme tiefe Kälte“ wird verwendet, um die Geräte im Rechenzentrum zu kühlen. Wie Facebooks Rechenzentrum in Island, Microsofts Rechenzentrum im Meeresboden. Außerdem kann die Wasserkühlung kein Standardwasser verwenden. Zur Beheizung des Rechenzentrums können Meerwasser, häusliches Abwasser und sogar Warmwasser verwendet werden. Alibaba nutzt beispielsweise das Wasser des Qiandao-Sees zur Wärmeableitung. Google hat in Hamina, Finnland, ein Rechenzentrum eingerichtet, 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 gängigen Technologien zur Wärmeableitung von Rechenzentren vor, von denen einige sich noch im Prozess der kontinuierlichen Verbesserung befinden und immer noch Labortechnologien sind. Für den zukünftigen Kühltrend von Rechenzentren werden neben Hochleistungsrechenzentren und anderen internetbasierten Rechenzentren die meisten Rechenzentren an Orte mit niedrigeren Preisen und niedrigeren Stromkosten umziehen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Kühltechnologie werden die Betriebs- und Wartungskosten von Rechenzentren weiter gesenkt und die Energieeffizienz verbessert.


Postzeit: 02.08.2021