データセンターの冷却技術について話す

データセンター建設の急速な成長により、コンピュータルームにますます多くの機器が設置され、データセンターに一定の温度と湿度の冷却環境が提供されています。

データセンターの電力消費量は大幅に増加し、それに続いて冷却システム、配電システム、UPS、および発電機が比例して増加します。これは、データセンターのエネルギー消費量に大きな課題をもたらします。

全国が省エネや排出削減を提唱している今、データセンターがやみくもに社会のエネルギーを消費すると、必然的に政府や国民の注目を集めることになります。 データセンターの将来の発展につながるだけでなく、社会的道徳に反するため、エネルギー消費はデータセンター建設の最も懸念される内容になっています。

データセンターを発展させるためには、継続的に規模を拡大し、必然的に設備を増強する必要があります。 これを減らすことはできませんが、設備の利用率を改善する必要があります。 エネルギー消費のもう1つの大きな部分は、熱放散です。 データセンターの空調システムのエネルギー消費量は、データセンター全体のエネルギー消費量のほぼ3分の1を占めています。 これにもっと一生懸命取り組むことができれば、データセンターの省エネ効果が向上します。 すぐに。 では、データセンターで利用できる冷却技術と、今後の開発の方向性はどれでしょうか。 答えはこの記事にあります。

空冷システム

空冷式直接膨張システムは空冷式になります。 空冷システムでは、冷媒循環ループの半分はデータセンターのコンピュータールームのエアコンに配置され、残りは屋外の空冷コンデンサーに配置されます。 機械室内の熱は、冷媒を使用して循環するパイプラインを介して屋外環境に押し込まれます。 熱風は熱を蒸発器コイルに伝達し、次に冷媒に伝達します。 高温高圧の冷媒は、コンプレッサーコンデンサーによって屋外に送られ、屋外の大気に熱を放射します。 空冷システムはエネルギー効率が比較的低く、風によって直接熱を放散します。 冷却の観点から、主なエネルギー消費は、コンプレッサー、屋内ファン、および空冷式屋外コンデンサーによって生成されます。 室外機の集中配置により、夏季に室外機をすべて電源投入すると、局所的な発熱現象が顕著になり、冷房効率が低下し、使用効果に影響を及ぼします。 また、空冷式室外機の騒音は周囲環境への影響が大きく、周囲住民への影響を受けやすい。 自然冷却は使用できず、省エネは比較的低いです。 空冷システムは、放熱効率が低く、エネルギー消費量が多いものの、データセンターで最も広く使用されている放熱方法です。

液体冷却システム

空冷システムには避けられない欠点があります。 一部のデータセンターは液冷に切り替え始めており、最も一般的なのは水冷システムです。 水冷システムはプレート交換により熱を取り除き、冷凍は安定しています。 熱交換用のコンデンサーを交換するには、屋外の冷却塔またはドライクーラーが必要です。 水冷は空冷式室外機を排除し、騒音問題を解決し、環境への影響を少なくします。 水冷システムは、より複雑で、コストがかかり、保守が困難ですが、大規模なデータセンターの冷却と省エネの要件を満たすことができます。 水冷に加えて、油冷があります。 水冷と比較して、油冷システムはさらにエネルギー消費を削減することができます。 油冷システムを採用すれば、従来の空冷が抱えていた粉塵の問題はなくなり、エネルギー消費量も大幅に削減されます。 水とは異なり、油は非極性物質であり、電子集積回路に影響を与えたり、サーバーの内部ハードウェアに損傷を与えたりすることはありません。 ただし、液体冷却システムは常に市場で雷雨に見舞われており、この方法を採用するデータセンターはほとんどありません。 液体冷却システムは、浸漬であろうと他の方法であろうと、汚染物質の蓄積、過剰な沈殿物、生物学的成長などの問題を回避するために液体をろ過する必要があるためです。 冷却塔や蒸発などを使用する液体冷却システムなどの水ベースのシステムでは、特定の量で、蒸気の除去とともに堆積物の問題に対処する必要があり、分離して& quot;排水& quot; それでも廃棄のために、これの処理は環境問題を引き起こす可能性があります。 蒸発または断熱冷却システム。

蒸発冷却技術は、温度の低下を利用して空気を冷却する方法です。 水が流れる熱風に遭遇すると、水は気化し始め、ガスに変わります。 蒸発熱放散は、環境に有害な冷媒には適さず、設置コストも低く抑えられます。 従来のコンプレッサーを使用する必要がなく、エネルギー消費量が少なく、省エネ、環境保護、経済性、室内空気質の向上というメリットがあります。 蒸発冷却器は、温水パッドに熱風を引き込む大きなファンです。 ウェットパッド内の水分が蒸発すると、空気が冷却されて押し出されます。 クーラーの風量を調整することで温度調節が可能です。 断熱冷却とは、空気が断熱的に上昇する過程で、高さの増加に伴って気圧が低下し、空気ブロックがその体積膨張により外部で機能し、空気自体の温度が低下することを意味します。 データセンターにとって、これらの冷却方法はまだ斬新です。

クローズドクーリングシステム

クローズドクーリングシステムのラジエーターカバーは密閉されており、膨張タンクが追加されています。 運転中、冷却水蒸気は膨張タンクに入り、冷却後にラジエーターに逆流します。これにより、冷却水の大量の蒸発損失を防ぎ、冷却水の沸点温度を上げることができます。 クローズドクーリングシステムにより、エンジンに1〜2年間冷却水を追加する必要がなくなります。 使用中は、効果を得るにはシールを確保する必要があります。 膨張タンク内のクーラントを充填できず、膨張の余地があります。 2年間の使用後、排出してろ過し、組成と凝固点を調整してから使用を継続します。 密閉されているとは、空気の流れが不十分であり、局所的な過熱の問題を引き起こしやすいことを意味します。 クローズドクーリングは、多くの場合、水冷または液体冷却と組み合わされます。また、水冷システムをクローズドシステムにすることもできます。これにより、熱をより効果的に放散し、冷却効率を向上させることができます。

上記の放熱方法に加えて、多くの素晴らしい放熱方法があり、いくつかは実用化されています。 たとえば、自然熱放散を使用して、データセンターは北欧の寒冷国に建設されるか海底に建設され、データセンターの機器は& quot;非常に深い寒さ& quot;で冷却されます。 アイスランドにFacebookが構築したデータセンターと同様に、Microsoftは海底にデータセンターを構築しています。 さらに、水冷は標準水なしで使用でき、海水、生活排水、さらには温水を使用してデータセンターの熱を放散することができます。 たとえば、Alibabaはサウザンドアイランドレイクの水を熱放散に使用しています。 Googleは、フィンランドのハミナに、熱放散に海水を使用するデータセンターを設立しました。 eBayは砂漠にデータセンターを構築しました。 データセンターの平均屋外気温は摂氏約46度です。 。

上記では、データセンターの冷却に一般的に使用されているテクノロジーを紹介します。そのうちのいくつかは、継続的な改善の過程にあり、まだ実験室のテクノロジーです。 データセンターの熱放散の将来の傾向として、高性能コンピューティングセンターやその他のインターネットベースのデータセンターに加えて、ほとんどのデータセンターは低価格で低電力コストの場所に移動されます。 より高度な放熱技術を採用することで、データセンターの運用・保守コストをさらに削減し、エネルギー効率を向上させます。