Govorimo o tehnologiji hlajenja podatkovnih centrov
Hitra rast gradnje podatkovnih centrov je privedla do vse več opreme v računalniški sobi, ki zagotavlja konstantno temperaturo in vlažnost okolja za hlajenje podatkovnega centra.
Poraba energije podatkovnega centra se bo močno povečala, sledilo pa bo sorazmerno povečanje hladilnih sistemov, sistemov za distribucijo električne energije, UPS in generatorjev, kar predstavlja velik izziv za porabo energije podatkovnega centra.
V času, ko se cela država zavzema za varčevanje z energijo in zmanjševanje emisij, če podatkovni centri slepo porabljajo družbeno energijo, bodo neizogibno pritegnili pozornost vlade in ljudi. Ne samo, da ni naklonjen prihodnjemu razvoju podatkovnih centrov, ampak je tudi v nasprotju z družbeno moralo, zato je poraba energije postala najbolj skrbna vsebina gradnje podatkovnih centrov.
Za razvoj podatkovnega centra je potrebno nenehno širiti njegov obseg in neizogibno povečevati opremo. Tega ni mogoče zmanjšati, je pa treba izboljšati izkoriščenost opreme. Drug velik del porabe energije je odvajanje toplote. Poraba energije klimatskega sistema podatkovnega centra predstavlja skoraj eno tretjino porabe energije celotnega podatkovnega centra. Če se boste na tem lahko bolj potrudili, se bo učinek varčevanja z energijo podatkovnega centra izboljšal. Takoj. Katere hladilne tehnologije so torej na voljo v podatkovnem centru in katere so prihodnje razvojne usmeritve? Odgovor boste našli v tem članku.
Sistem zračnega hlajenja
Zračno hlajeni neposredni ekspanzijski sistem postane zračno hlajen sistem. Pri zračno hlajenem sistemu je polovica krožne zanke hladilnega sredstva v klimatski napravi računalniške sobe podatkovnega centra, preostanek pa v zunanjem zračno hlajenem kondenzatorju. Toplota v strojnici se stisne v zunanje okolje skozi cevovod, ki uporablja hladilno sredstvo za kroženje. Vroč zrak prenaša toploto na tuljavo uparjalnika in nato na hladilno sredstvo. Visokotemperaturno in visokotlačno hladilno sredstvo se s kompresorjem in kondenzatorjem pošlje na prosto in nato odda toploto v zunanjo atmosfero. Sistem zračnega hlajenja ima relativno nizko energijsko učinkovitost in neposredno odvaja toploto z vetrom. Z vidika hlajenja glavno porabo energije ustvarijo kompresor, notranji ventilator in zračno hlajeni zunanji kondenzator. Zaradi centralizirane postavitve zunanjih enot, ko so poleti vse zunanje enote vklopljene, je očiten pojav lokalnega nabiranja toplote, kar bo zmanjšalo učinkovitost hlajenja in vplivalo na učinek uporabe. Poleg tega ima hrup zračno hlajene zunanje enote večji vpliv na okoliško okolje in je nagnjen k vplivom na okoliške stanovalce. Naravnega hlajenja ni mogoče uporabiti, prihranek energije pa je relativno nizek. Čeprav ima sistem zračnega hlajenja nizko učinkovitost odvajanja toplote in visoko porabo energije, je še vedno najbolj razširjena metoda odvajanja toplote v podatkovnih centrih.
Tekoči hladilni sistem
Zračno hlajeni sistemi imajo svoje neizogibne pomanjkljivosti. Nekateri podatkovni centri so začeli prehajati na tekoče hlajenje, najpogostejši pa so vodno hlajeni sistemi. Sistem vodnega hlajenja odvaja toploto z izmenjavo plošč in hlajenje je stabilno. Za zamenjavo kondenzatorja za izmenjavo toplote je potreben zunanji hladilni stolp ali suhi hladilnik. Vodno hlajenje odpravlja zračno hlajeno zunanjo enoto, ki rešuje problem hrupa in ima majhen vpliv na okolje. Sistem vodnega hlajenja je bolj zapleten, drag in ga je težko vzdrževati, vendar lahko izpolni zahteve po hlajenju in varčevanju z energijo velikih podatkovnih centrov. Poleg vodnega hlajenja obstaja oljno hlajenje. V primerjavi z vodnim hlajenjem lahko sistem oljnega hlajenja dodatno zmanjša porabo energije. Če se uporabi sistem hlajenja olja, težave s prahom, s katerimi se sooča tradicionalno zračno hlajenje, ne bodo več obstajale, poraba energije pa bo veliko manjša. Za razliko od vode je olje nepolarna snov, ki ne bo vplivala na elektronsko integrirano vezje in ne bo poškodovala notranje strojne opreme strežnika. Vendar so bili sistemi za tekočinsko hlajenje na trgu vedno nevihtni in deževni in le malo podatkovnih centrov bo sprejelo to metodo. Ker sistem tekočinskega hlajenja, ne glede na to, ali gre za potopitev ali druge metode, zahteva, da se tekočina filtrira, da se preprečijo težave, kot so kopičenje onesnaževal, prekomerne usedline in biološka rast. Za sisteme na vodni osnovi, kot so tisti sistemi za tekočinsko hlajenje, ki uporabljajo hladilne stolpe ali izhlapevanje itd., v dani prostornini, je treba obravnavati problem usedlin skupaj z odstranjevanjem pare, zato ga je treba ločiti in"odcejen" za odstranjevanje, tudi takrat. Obdelava tega lahko povzroči okoljske težave. Izhlapevalni ali adiabatni hladilni sistem.
Tehnologija hlajenja z izhlapevanjem je metoda hlajenja zraka z uporabo padca temperature. Ko voda naleti na vroč zrak, začne izhlapevati in se spreminjati v plin. Odvajanje toplote izhlapevanja ni primerno za hladilna sredstva, ki so škodljiva za okolje, stroški namestitve pa so nizki. Ne zahteva uporabe tradicionalnih kompresorjev, ima nizko porabo energije in ima prednosti varčevanja z energijo, varovanja okolja, ekonomičnosti in izboljšanja kakovosti zraka v zaprtih prostorih. Hladilnik izhlapevanja je velik ventilator, ki vleče vroč zrak na mokro vodno blazinico. Ko voda v mokri blazinici izhlapi, se zrak ohladi in potisne ven. Temperaturo je mogoče nadzorovati s prilagajanjem pretoka zraka v hladilniku. Adiabatsko hlajenje pomeni, da se med procesom adiabatnega dviga zraka zračni tlak z naraščanjem višine zmanjšuje, zračni blok pa zaradi svoje prostorninske ekspanzije deluje navzven, kar vodi do znižanja temperature zraka samega. Za podatkovni center so te metode hlajenja še vedno nove.
Zaprt hladilni sistem
Pokrov hladilnika zaprtega hladilnega sistema je zatesnjen in dodan je ekspanzijski rezervoar. Med delovanjem hlapi hladilne tekočine vstopijo v ekspanzijsko posodo in po hlajenju tečejo nazaj v radiator, kar lahko prepreči veliko izgubo hladilne tekočine zaradi izhlapevanja in poveča temperaturo vrelišča hladilne tekočine. Zaprt hladilni sistem lahko zagotovi, da motorju 1 do 2 leti ni treba dodajati hladilne vode. Med uporabo je treba zagotoviti tesnjenje, da dobimo učinek. Hladilne tekočine v ekspanzijski posodi ni mogoče napolniti, kar pušča prostor za ekspanzijo. Po dveh letih uporabe se izprazni in filtrira, pred nadaljevanjem uporabe pa se prilagodita sestava in zmrzišče. Zaprto pomeni, da je pretok zraka nezadosten, kar lahko zlahka povzroči lokalne težave s pregrevanjem. Zaprto hlajenje se pogosto kombinira z vodnim ali tekočim hlajenjem, vodni hladilni sistem pa lahko naredimo tudi v zaprt sistem, ki lahko učinkoviteje odvaja toploto in izboljša učinkovitost hlajenja.
Poleg zgoraj opisanih metod odvajanja toplote obstaja veliko čudovitih metod odvajanja toplote, nekatere pa so bile celo uporabljene v praksi. Na primer, z uporabo naravnega odvajanja toplote je podatkovni center zgrajen v mrzlih nordijskih državah ali zgrajen na morskem dnu, oprema v podatkovnem centru pa je ohlajena prek"izjemno globokega hladnega". Tako kot podatkovni center, ki ga je zgradil Facebook na Islandiji, Microsoft gradi podatkovni center pod morjem. Poleg tega se lahko vodno hlajenje uporablja brez standardne vode, morska voda, gospodinjska odpadna voda ali celo vroča voda se lahko uporablja za odvajanje toplote za podatkovni center. Alibaba na primer uporablja vodo jezera Thousand Island Lake za odvajanje toplote. Google je v Hamini na Finskem ustanovil podatkovni center, ki za odvajanje toplote uporablja morsko vodo. eBay je svoj podatkovni center zgradil v puščavi. Povprečna zunanja temperatura podatkovnega centra je približno 46 stopinj Celzija. .
Zgoraj predstavljamo pogosto uporabljene tehnologije za hlajenje podatkovnih centrov, od katerih so nekatere še vedno v procesu nenehnega izboljševanja in so še vedno laboratorijske tehnologije. Zaradi prihodnjega trenda odvajanja toplote podatkovnih centrov bo poleg visoko zmogljivih računalniških centrov in drugih internetnih podatkovnih centrov večina podatkovnih centrov prestavljena na mesta z nižjimi cenami in nižjimi stroški energije. S sprejetjem naprednejših tehnologij za odvajanje toplote dodatno zmanjšajte stroške delovanja in vzdrževanja podatkovnega centra ter izboljšajte energetsko učinkovitost.
