Diskusi tentang teknologi pembuangan panas pusat data

Pertumbuhan pesat konstruksi pusat data menyebabkan semakin banyak peralatan di ruang komputer, yang menyediakan lingkungan pendinginan suhu dan kelembaban yang konstan untuk pusat data. Konsumsi daya data center akan meningkat pesat, diikuti dengan peningkatan proporsional sistem pendingin, sistem distribusi daya, up dan generator, yang akan membawa tantangan besar bagi konsumsi energi data center. Pada saat seluruh negara menganjurkan konservasi energi dan pengurangan emisi, jika pusat data mengkonsumsi energi sosial secara membabi buta, itu pasti akan menarik perhatian pemerintah dan masyarakat. Tidak hanya tidak kondusif untuk pengembangan pusat data di masa depan, tetapi juga bertentangan dengan moralitas sosial. Oleh karena itu, konsumsi energi menjadi konten yang paling diperhatikan dalam pembangunan data center. Untuk mengembangkan pusat data, perlu untuk terus memperluas skala dan menambah peralatan. Hal ini tidak dapat dikurangi, tetapi tingkat utilisasi peralatan perlu ditingkatkan penggunaannya. Bagian besar lain dari konsumsi energi adalah pembuangan panas. Konsumsi energi sistem pendingin udara pusat data menyumbang hampir sepertiga dari konsumsi energi seluruh pusat data. Jika kita dapat melakukan lebih banyak upaya dalam hal ini, efek penghematan energi dari pusat data akan segera terjadi. Jadi, apa saja teknologi pembuangan panas di pusat data dan apa arah pengembangannya di masa depan? Jawabannya akan ditemukan di artikel ini.

Sistem pendingin udara

Sistem ekspansi langsung pendingin udara menjadi sistem pendingin udara. Dalam sistem pendingin udara, setengah dari sirkuit sirkulasi zat pendingin terletak di AC ruang mesin pusat data, dan sisanya terletak di kondensor pendingin udara luar ruangan. Panas di dalam ruang mesin diperas ke lingkungan luar melalui pipa sirkulasi refrigeran. Udara panas mentransfer panas ke koil evaporator dan kemudian ke refrigeran. Refrigeran suhu tinggi dan tekanan tinggi dikirim ke kondensor luar oleh kompresor dan kemudian memancarkan panas ke atmosfer luar. Efisiensi energi sistem pendingin udara relatif rendah, dan panas dibuang langsung oleh angin. Dari perspektif pendinginan, konsumsi energi utama berasal dari kompresor, kipas dalam ruangan dan kondensor luar ruangan berpendingin udara. Karena tata letak terpusat unit luar ruangan, ketika semua unit luar ruangan dihidupkan di musim panas, akumulasi panas lokal jelas, yang akan mengurangi efisiensi pendinginan dan mempengaruhi efek penggunaan. Selain itu, kebisingan dari unit outdoor berpendingin udara memiliki dampak besar pada lingkungan sekitar, yang mudah berdampak pada penduduk sekitarnya. Pendinginan alami tidak dapat diadopsi, dan penghematan energi relatif rendah. Meskipun efisiensi pendinginan sistem pendingin udara tidak tinggi dan konsumsi energi masih tinggi, itu masih merupakan metode pendinginan yang paling banyak digunakan di pusat data.

Sistem pendingin cair

Sistem pendingin udara memiliki kelemahan yang tak terelakkan. Beberapa pusat data sudah mulai beralih ke pendingin cair, dan yang paling umum adalah sistem pendingin air. Sistem pendingin air menghilangkan panas melalui pelat pertukaran panas, dan pendinginan stabil. Menara pendingin luar ruangan atau pendingin kering diperlukan untuk mengganti kondensor untuk pertukaran panas. Pendinginan air membatalkan unit luar ruang berpendingin udara, memecahkan masalah kebisingan dan berdampak kecil terhadap lingkungan. Sistem pendingin air rumit, mahal, dan sulit dirawat, tetapi dapat memenuhi persyaratan pendinginan dan penghematan energi dari pusat data besar. Selain pendingin air, ada pendingin oli. Dibandingkan dengan pendingin air, sistem pendingin oli dapat lebih mengurangi konsumsi energi. Jika sistem pendingin oli diadopsi, masalah debu yang dihadapi oleh pendinginan udara tradisional tidak ada lagi, dan konsumsi energi jauh lebih rendah. Tidak seperti air, minyak adalah zat non-polar, yang tidak akan mempengaruhi sirkuit terpadu elektronik dan tidak akan merusak perangkat keras internal server. Namun, sistem pendingin cair selalu menjadi guntur dan hujan di pasar, dan beberapa pusat data akan mengadopsi metode ini. Karena sistem pendingin cair, baik perendaman atau metode lain, memerlukan penyaringan cairan untuk menghindari masalah seperti akumulasi polutan, sedimen yang berlebihan dan pertumbuhan biologis. Untuk sistem berbasis air, seperti sistem pendingin cair dengan menara pendingin atau langkah-langkah penguapan, masalah sedimen perlu ditangani dengan penghilangan uap dalam volume tertentu, dan mereka perlu dipisahkan dan "dibuang", bahkan jika perlakuan tersebut dapat menyebabkan masalah lingkungan.

Sistem pendingin evaporatif atau adiabatik

Teknologi pendinginan evaporatif adalah metode pendinginan udara dengan menggunakan penurunan suhu. Ketika air bertemu dengan udara panas yang mengalir, ia mulai menguap dan menjadi gas. Disipasi panas evaporatif tidak cocok untuk refrigeran yang berbahaya bagi lingkungan, biaya pemasangan rendah, kompresor tradisional tidak diperlukan, konsumsi energi rendah, dan memiliki keunggulan penghematan energi, perlindungan lingkungan, ekonomi, dan meningkatkan kualitas udara dalam ruangan . Pendingin evaporatif adalah kipas besar yang menarik udara panas ke bantalan air basah. Ketika air di bantalan basah menguap, udara didinginkan dan didorong keluar. Suhu dapat dikontrol dengan mengatur aliran udara pendingin. Pendinginan adiabatik berarti bahwa dalam proses kenaikan udara secara adiabatik, tekanan udara berkurang dengan bertambahnya ketinggian, dan blok udara bekerja secara eksternal karena pemuaian volume, yang mengakibatkan penurunan suhu udara. Metode pendinginan ini masih baru untuk pusat data.

Sistem pendingin tertutup

Tutup radiator sistem pendingin tertutup disegel dan tangki ekspansi ditambahkan. Selama operasi, uap pendingin memasuki tangki ekspansi dan mengalir kembali ke radiator setelah pendinginan, yang dapat mencegah hilangnya sejumlah besar cairan pendingin dan meningkatkan suhu titik didih cairan pendingin. Sistem pendingin tertutup dapat memastikan bahwa mesin tidak memerlukan air pendingin selama 1 ~ 2 tahun. Dalam penggunaan, penyegelan harus dipastikan untuk mendapatkan efeknya. Pendingin di tangki ekspansi tidak dapat diisi, meninggalkan ruang untuk ekspansi. Setelah dua tahun digunakan, buang dan saring, dan terus gunakan setelah menyesuaikan komposisi dan titik beku. Ini berarti bahwa aliran udara yang tidak mencukupi mudah menyebabkan panas berlebih lokal. Pendinginan tertutup sering dikombinasikan dengan pendingin air atau pendingin cair. Sistem pendingin air juga dapat dibuat menjadi sistem tertutup, yang dapat menghilangkan panas lebih efektif dan meningkatkan efisiensi pendinginan.

Selain metode pembuangan panas yang diperkenalkan di atas, ada banyak metode pembuangan panas yang luar biasa, beberapa di antaranya bahkan telah diterapkan dalam praktik. Misalnya, pembuangan panas alami diadopsi untuk membangun pusat data di negara-negara Nordik yang dingin atau ke dasar laut, dan "dingin yang sangat dalam" digunakan untuk mendinginkan peralatan di pusat data. Seperti data center Facebook di Islandia, data center Microsoft di dasar laut. Selain itu, pendingin air tidak bisa menggunakan air standar. Air laut, air limbah domestik, dan bahkan air panas dapat digunakan untuk memanaskan pusat data. Misalnya, Alibaba menggunakan air Danau Qiandao untuk pembuangan panas. Google telah mendirikan pusat data menggunakan air laut untuk pembuangan panas di hamina, Finlandia. EBay telah membangun pusat datanya di padang pasir. Suhu rata-rata di luar ruangan pusat data adalah sekitar 46 derajat Celcius.

Di atas memperkenalkan teknologi umum pembuangan panas pusat data, beberapa di antaranya masih dalam proses perbaikan berkelanjutan dan masih merupakan teknologi laboratorium. Untuk tren pendinginan pusat data di masa depan, selain pusat komputasi berkinerja tinggi dan pusat data berbasis Internet lainnya, sebagian besar pusat data akan pindah ke tempat-tempat dengan harga lebih rendah dan biaya daya lebih rendah. Dengan mengadopsi teknologi pendinginan yang lebih canggih, biaya operasi dan pemeliharaan pusat data akan semakin berkurang dan efisiensi energi akan ditingkatkan.


Waktu posting: Agustus-02-2021