Kalbame apie duomenų centro aušinimo technologiją
Sparčiai augant duomenų centrų statybai, kompiuterių salėje atsiranda vis daugiau įrangos, kuri duomenų centrui užtikrina pastovią temperatūros ir drėgmės vėsinimo aplinką.
Duomenų centro energijos suvartojimas labai padidės, o vėliau proporcingai padidės aušinimo sistemos, elektros paskirstymo sistemos, UPS ir generatoriai, o tai yra didelis iššūkis duomenų centro energijos suvartojimui.
Tuo metu, kai visa šalis pasisako už energijos taupymą ir emisijų mažinimą, jei duomenų centrai aklai vartos socialinę energiją, jie neišvengiamai patrauks valdžios ir žmonių dėmesį. Tai ne tik nepalanki duomenų centrų plėtrai ateityje, bet ir prieštarauja socialinei moralei, todėl energijos suvartojimas tapo labiausiai susirūpinusiu duomenų centrų statybos turiniu.
Norint plėtoti duomenų centrą, būtina nuolat plėsti jo mastą ir neišvengiamai didinti įrangą. To sumažinti negalima, tačiau reikia gerinti įrangos panaudojimą. Kita didelė energijos suvartojimo dalis yra šilumos išsklaidymas. Duomenų centro oro kondicionavimo sistemos energijos sąnaudos sudaro beveik trečdalį viso duomenų centro energijos suvartojimo. Jei galėsite daugiau dirbti, duomenų centro energijos taupymo efektas bus geresnis. Iš karto. Taigi, kokios aušinimo technologijos yra duomenų centre ir kokios yra ateities plėtros kryptys? Atsakymą rasite šiame straipsnyje.
Oro aušinimo sistema
Oru aušinama tiesioginio išsiplėtimo sistema tampa oru aušinama sistema. Oru aušinamoje sistemoje pusė šaltnešio cirkuliacijos kilpos yra duomenų centro kompiuterių patalpos oro kondicionieriuje, o likusi dalis – lauko oru aušinamame kondensatoriuje. Mašinų skyriaus viduje esanti šiluma išspaudžiama į lauko aplinką per vamzdyną, kurio cirkuliacijai naudojamas šaltnešis. Karštas oras perduoda šilumą į garintuvo gyvatuką, o po to į šaltnešį. Aukštos temperatūros ir aukšto slėgio šaltnešis kompresoriumi Kondensatoriumi siunčiamas į lauką, o tada šilumą spinduliuoja į lauko atmosferą. Oro aušinimo sistema turi palyginti mažą energijos vartojimo efektyvumą ir tiesiogiai išsklaido šilumą vėjo. Žvelgiant iš vėsinimo perspektyvos, daugiausia energijos suvartoja kompresorius, patalpų ventiliatorius ir oru aušinamas lauko kondensatorius. Dėl centralizuoto lauko blokų išdėstymo, kai visi lauko blokai yra įjungti vasarą, akivaizdus vietinio šilumos kaupimosi reiškinys, kuris sumažins vėsinimo efektyvumą ir turės įtakos naudojimo efektui. Be to, oru aušinamo lauko bloko triukšmas daro didesnį poveikį supančiai aplinkai ir yra linkęs paveikti aplinkinius gyventojus. Negalima naudoti natūralaus aušinimo, o energijos taupymas yra palyginti mažas. Nors oro aušinimo sistema pasižymi mažu šilumos išsklaidymo efektyvumu ir didelėmis energijos sąnaudomis, ji vis dar yra plačiausiai naudojamas šilumos išsklaidymo būdas duomenų centruose.
Skysčio aušinimo sistema
Oru aušinamos sistemos turi neišvengiamų trūkumų. Kai kurie duomenų centrai pradėjo pereiti prie aušinimo skysčiu, o labiausiai paplitusios yra vandeniu aušinamos sistemos. Vandens aušinimo sistema pašalina šilumą per plokštelių mainus, o šaldymas yra stabilus. Norint pakeisti šilumos mainų kondensatorių, reikalingas lauko aušinimo bokštas arba sausas aušintuvas. Vandens aušinimas pašalina oru aušinamą lauko bloką, kuris išsprendžia triukšmo problemą ir daro nedidelį poveikį aplinkai. Vandens aušinimo sistema yra sudėtingesnė, brangesnė ir sunkiau prižiūrima, tačiau ji gali atitikti didelių duomenų centrų vėsinimo ir energijos taupymo reikalavimus. Be vandens aušinimo, yra alyvos aušinimas. Palyginti su vandens aušinimu, alyvos aušinimo sistema gali dar labiau sumažinti energijos sąnaudas. Jei bus pritaikyta alyvos aušinimo sistema, dulkių problemos, su kuriomis susiduria tradicinis oro aušinimas, nebeegzistuoja, o energijos sąnaudos bus daug mažesnės. Skirtingai nei vanduo, alyva yra nepolinė medžiaga, kuri neturės įtakos elektroninei integrinei grandinei ir nepažeis vidinės serverio įrangos. Tačiau skysčių aušinimo sistemos rinkoje visada buvo griausmingos ir lietingos, todėl nedaugelis duomenų centrų taikys šį metodą. Kadangi skysto aušinimo sistemoje, nesvarbu, ar tai būtų panardinimas, ar kiti metodai, skystis turi būti filtruojamas, kad būtų išvengta tokių problemų kaip teršalų kaupimasis, perteklinės nuosėdos ir biologinis augimas. Vandens sistemoms, pvz., skysčių aušinimo sistemoms, kuriose naudojami aušinimo bokštai arba garinimas ir pan., tam tikrame tūryje būtina išspręsti nuosėdų problemą kartu su garų šalinimu, ją reikia atskirti ir"nusausintas" šalinimui, net ir tada Apdorojimas gali sukelti aplinkos problemų. Garinimo arba adiabatinė aušinimo sistema.
Garavimo aušinimo technologija – tai oro aušinimo būdas naudojant temperatūros kritimą. Kai vanduo patenka į karštą orą, jis pradeda garuoti ir virsta dujomis. Garavimo šilumos išsklaidymas netinka aplinkai kenksmingiems šaltnešiams, o įrengimo kaina nedidelė. Nereikalaujama naudoti tradicinių kompresorių, jis sunaudoja mažai energijos, turi energijos taupymo, aplinkos apsaugos, ekonomiškumo ir patalpų oro kokybės gerinimo privalumus. Garavimo aušintuvas yra didelis ventiliatorius, kuris traukia karštą orą ant šlapio vandens padėklo. Kai vanduo šlapiame padėkle išgaruoja, oras atšaldomas ir išstumiamas. Temperatūrą galima reguliuoti reguliuojant aušintuvo oro srautą. Adiabatinis vėsinimas reiškia, kad adiabatinio oro kilimo proceso metu didėjant aukščiui oro slėgis mažėja, o oro blokas veikia išorėje dėl savo tūrio plėtimosi, dėl ko mažėja paties oro temperatūra. Duomenų centre šie aušinimo metodai vis dar yra nauji.
Uždara aušinimo sistema
Uždaros aušinimo sistemos radiatoriaus dangtis sandarinamas ir pridedamas išsiplėtimo bakas. Eksploatacijos metu aušinimo skysčio garai patenka į išsiplėtimo baką ir po aušinimo teka atgal į radiatorių, o tai gali užkirsti kelią dideliam aušinimo skysčio išgaravimui ir padidinti aušinimo skysčio virimo temperatūrą. Uždara aušinimo sistema gali užtikrinti, kad varikliui nereikės pilti aušinimo vandens 1–2 metus. Naudojant, turi būti užtikrintas sandarumas, kad būtų pasiektas efektas. Aušinimo skysčio plėtimosi bake negalima užpildyti, todėl lieka vietos plėtimuisi. Po dvejų metų naudojimo jis bus iškrautas ir filtruojamas, o sudėtis ir užšalimo temperatūra bus pakoreguoti prieš tęsiant naudojimą. Uždara reiškia, kad oro srautas yra nepakankamas, o tai gali lengvai sukelti vietines perkaitimo problemas. Uždaras aušinimas dažnai derinamas su aušinimo vandeniu arba aušinimo skysčiu, o vandens aušinimo sistemą taip pat galima paversti uždara sistema, kuri gali efektyviau išsklaidyti šilumą ir pagerinti aušinimo efektyvumą.
Be aukščiau aprašytų šilumos išsklaidymo metodų, yra daugybė nuostabių šilumos išsklaidymo metodų, o kai kurie netgi buvo pritaikyti praktiškai. Pavyzdžiui, naudojant natūralų šilumos išsklaidymą, duomenų centras statomas šaltose Šiaurės šalyse arba statomas prie jūros dugno, o duomenų centre esanti įranga aušinama per"itin giliai šalta". Kaip ir „Facebook“ sukurtas duomenų centras Islandijoje, „Microsoft“ stato duomenų centrą po jūra. Be to, vandens aušinimas gali būti naudojamas be standartinio vandens, jūros vanduo, buitinės nuotekos ar net karštas vanduo gali būti naudojamas šilumai išsklaidyti duomenų centrui. Pavyzdžiui, Alibaba naudoja Tūkstančio salų ežero vandenį šilumos išsklaidymui. „Google“ įkūrė duomenų centrą Haminoje, Suomijoje, kuris naudoja jūros vandenį šilumai skleisti. eBay savo duomenų centrą pastatė dykumoje. Vidutinė duomenų centro lauko temperatūra yra apie 46 laipsnius Celsijaus. .
Aukščiau pristatomos dažniausiai naudojamos duomenų centrų aušinimo technologijos, kai kurios iš jų vis dar yra nuolat tobulinamos ir vis dar yra laboratorinės. Dėl būsimos duomenų centrų šilumos sklaidos tendencijos, be didelio našumo skaičiavimo centrų ir kitų interneto duomenų centrų, dauguma duomenų centrų bus perkeliami į vietas, kuriose kainos yra mažesnės ir energijos sąnaudos mažesnės. Pritaikius pažangesnes šilumos išsklaidymo technologijas, dar labiau sumažinsite duomenų centro eksploatavimo ir priežiūros išlaidas bei pagerinsite energijos vartojimo efektyvumą.
