Nói về Công nghệ làm mát trung tâm dữ liệu
Việc xây dựng trung tâm dữ liệu phát triển nhanh chóng dẫn đến ngày càng có nhiều thiết bị trong phòng máy, nơi cung cấp môi trường làm mát nhiệt độ và độ ẩm ổn định cho trung tâm dữ liệu.
Mức tiêu thụ điện của trung tâm dữ liệu sẽ tăng lên rất nhiều, kéo theo sự gia tăng tỷ lệ thuận với hệ thống làm mát, hệ thống phân phối điện, UPS và máy phát điện, điều này đặt ra thách thức lớn đối với việc tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu.
Trong thời điểm cả nước đang chủ trương tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, nếu các trung tâm dữ liệu tiêu thụ năng lượng xã hội một cách mù quáng thì chắc chắn sẽ thu hút sự quan tâm của chính quyền và người dân. Không những không có lợi cho sự phát triển trong tương lai của trung tâm dữ liệu mà còn đi ngược lại đạo đức xã hội, vì vậy tiêu thụ năng lượng đã trở thành nội dung được quan tâm nhất của việc xây dựng trung tâm dữ liệu.
Để phát triển trung tâm dữ liệu, cần không ngừng mở rộng quy mô và tất yếu phải tăng cường trang thiết bị. Điều này không thể được giảm bớt, nhưng việc sử dụng thiết bị cần được cải thiện. Một phần lớn khác của tiêu thụ năng lượng là tản nhiệt. Mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống điều hòa trung tâm dữ liệu chiếm gần một phần ba mức tiêu thụ năng lượng của toàn bộ trung tâm dữ liệu. Nếu bạn có thể làm việc chăm chỉ hơn về việc này, hiệu quả tiết kiệm năng lượng của trung tâm dữ liệu sẽ được cải thiện. Ngay lập tức. Vậy trung tâm dữ liệu có những công nghệ làm mát nào và đâu là hướng phát triển trong tương lai? Câu trả lời sẽ được tìm thấy trong bài viết này.
Hệ thống làm mát không khí
Hệ thống giãn nở trực tiếp làm mát bằng gió trở thành hệ thống làm mát bằng gió. Trong hệ thống làm mát bằng không khí, một nửa vòng tuần hoàn môi chất lạnh được đặt trong máy điều hòa không khí phòng máy tính ở trung tâm dữ liệu, và phần còn lại nằm trong dàn ngưng làm mát bằng không khí ngoài trời. Nhiệt bên trong phòng máy được ép ra môi trường ngoài trời thông qua đường ống sử dụng môi chất lạnh để lưu thông. Không khí nóng truyền nhiệt đến cuộn dây của dàn bay hơi, và sau đó đến chất làm lạnh. Chất làm lạnh có nhiệt độ cao và áp suất cao được máy nén Dàn ngưng đưa ra ngoài trời, sau đó tỏa nhiệt ra bầu không khí bên ngoài. Hệ thống làm mát bằng không khí có hiệu suất năng lượng tương đối thấp và tản nhiệt trực tiếp bằng gió. Từ góc độ làm mát, năng lượng tiêu thụ chính được tạo ra bởi máy nén, quạt trong nhà và dàn ngưng làm mát bằng không khí ngoài trời. Do bố trí dàn nóng tập trung nên mùa hè khi bật tất cả các dàn nóng sẽ thấy rõ hiện tượng tích nhiệt cục bộ làm giảm hiệu quả làm lạnh, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng. Hơn nữa, tiếng ồn của dàn nóng máy lạnh gây ảnh hưởng lớn hơn đến môi trường xung quanh, dễ gây ảnh hưởng đến cư dân xung quanh. Không thể sử dụng làm mát tự nhiên và tiết kiệm năng lượng tương đối thấp. Mặc dù hệ thống làm mát bằng không khí có hiệu suất tản nhiệt thấp và tiêu thụ nhiều năng lượng, nó vẫn là phương pháp tản nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất trong các trung tâm dữ liệu.
Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
Hệ thống làm mát bằng không khí có những thiếu sót không thể tránh khỏi. Một số trung tâm dữ liệu đã bắt đầu chuyển sang làm mát bằng chất lỏng, và phổ biến nhất là hệ thống làm mát bằng nước. Hệ thống làm mát bằng nước loại bỏ nhiệt thông qua trao đổi tấm, và độ lạnh ổn định. Cần có tháp giải nhiệt ngoài trời hoặc giàn lạnh khô để thay thế dàn ngưng trao đổi nhiệt. Việc làm mát bằng nước giúp loại bỏ dàn nóng làm mát bằng gió, giải quyết vấn đề tiếng ồn và tác động nhỏ đến môi trường. Hệ thống làm mát bằng nước phức tạp hơn, tốn kém và khó bảo trì hơn, nhưng nó có thể đáp ứng yêu cầu làm mát và tiết kiệm năng lượng của các trung tâm dữ liệu lớn. Ngoài giải nhiệt bằng nước, còn có giải nhiệt bằng dầu. So với làm mát bằng nước, hệ thống làm mát bằng dầu có thể giảm tiêu thụ năng lượng hơn nữa. Nếu hệ thống làm mát bằng dầu được áp dụng, vấn đề bụi do làm mát bằng không khí truyền thống phải đối mặt sẽ không còn nữa, và mức tiêu thụ năng lượng sẽ thấp hơn nhiều. Không giống như nước, dầu là một chất không phân cực, sẽ không ảnh hưởng đến mạch tích hợp điện tử và sẽ không làm hỏng phần cứng bên trong của máy chủ. Tuy nhiên, hệ thống làm mát bằng chất lỏng luôn làm mưa làm gió trên thị trường và rất ít trung tâm dữ liệu sẽ áp dụng phương pháp này. Bởi vì hệ thống làm mát bằng chất lỏng, dù là ngâm hay các phương pháp khác, đều yêu cầu chất lỏng phải được lọc để tránh các vấn đề như tích tụ chất gây ô nhiễm, quá nhiều cặn và sinh vật phát triển. Đối với các hệ thống sử dụng nước, chẳng hạn như các hệ thống làm mát bằng chất lỏng sử dụng tháp giải nhiệt hoặc bay hơi, v.v., với một thể tích nhất định, cần phải xử lý vấn đề cặn cùng với việc loại bỏ hơi nước, và nó cần được tách ra và" cạn kiệt" để thải bỏ, ngay cả sau đó Việc xử lý điều này có thể gây ra các vấn đề về môi trường. Hệ thống làm mát bay hơi hoặc đoạn nhiệt.
Công nghệ làm mát bay hơi là phương pháp làm mát không khí bằng cách giảm nhiệt độ. Khi nước gặp không khí nóng đang chảy, nó bắt đầu hóa hơi và biến thành khí. Tản nhiệt kiểu bay hơi không phù hợp với môi chất lạnh có hại cho môi trường, chi phí lắp đặt thấp. Nó không yêu cầu sử dụng máy nén truyền thống, tiêu thụ năng lượng thấp và có ưu điểm tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, kinh tế và cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Bộ làm mát bay hơi là một quạt lớn hút không khí nóng lên tấm đệm nước ướt. Khi nước trong đệm ướt bay hơi, không khí được làm mát và đẩy ra ngoài. Nhiệt độ có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh luồng không khí của bộ làm mát. Làm mát đoạn nhiệt có nghĩa là trong quá trình bay lên đoạn nhiệt của không khí, áp suất không khí giảm khi chiều cao tăng và khối không khí hoạt động bên ngoài do sự giãn nở thể tích của nó, dẫn đến giảm nhiệt độ của không khí. Đối với trung tâm dữ liệu, các phương pháp làm mát này vẫn còn mới lạ.
Hệ thống làm mát kín
Nắp bộ tản nhiệt của hệ thống làm mát kín được bịt kín và thêm một bình giãn nở. Trong quá trình hoạt động, hơi nước làm mát đi vào bình giãn nở và chảy trở lại bộ tản nhiệt sau khi làm mát, điều này có thể ngăn chặn một lượng lớn sự thất thoát bay hơi của chất làm mát và tăng nhiệt độ điểm sôi của chất làm mát. Hệ thống làm mát khép kín có thể đảm bảo động cơ không cần bổ sung nước làm mát trong vòng 1 đến 2 năm. Khi sử dụng, con dấu phải được đảm bảo để nhận được hiệu lực. Chất làm mát trong bình giãn nở không thể được làm đầy, để lại chỗ cho sự giãn nở. Sau hai năm sử dụng, nó sẽ được thải và lọc, đồng thời điều chỉnh thành phần và điểm đóng băng trước khi tiếp tục sử dụng. Kèm theo có nghĩa là luồng không khí không đủ, dễ gây ra các vấn đề quá nhiệt cục bộ. Hệ thống làm mát kín thường được kết hợp với làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng chất lỏng, và hệ thống làm mát bằng nước cũng có thể được chế tạo thành một hệ thống khép kín, có thể tản nhiệt hiệu quả hơn và nâng cao hiệu quả làm mát.
Ngoài các phương pháp tản nhiệt được mô tả ở trên, có rất nhiều phương pháp tản nhiệt tuyệt vời, thậm chí có một số phương pháp đã được đưa vào sử dụng thực tế. Ví dụ, sử dụng tản nhiệt tự nhiên, trung tâm dữ liệu được xây dựng ở các nước Bắc Âu lạnh giá hoặc được xây dựng dưới đáy biển, và thiết bị trong trung tâm dữ liệu được làm mát thông qua" cực lạnh" ;. Giống như trung tâm dữ liệu do Facebook xây dựng ở Iceland, Microsoft đang xây dựng một trung tâm dữ liệu dưới biển. Ngoài ra, có thể sử dụng tản nhiệt nước nếu không có nước tiêu chuẩn, có thể dùng nước biển, nước thải sinh hoạt hay thậm chí là nước nóng để tản nhiệt cho trung tâm dữ liệu. Ví dụ, Alibaba sử dụng nước của Hồ Thousand Island để tản nhiệt. Google đã thành lập một trung tâm dữ liệu ở Hamina, Phần Lan sử dụng nước biển để tản nhiệt. eBay đã xây dựng trung tâm dữ liệu của mình trên sa mạc. Nhiệt độ trung bình ngoài trời của trung tâm dữ liệu là khoảng 46 độ C. .
Trên đây giới thiệu các công nghệ thường được sử dụng để làm mát trung tâm dữ liệu, một số công nghệ vẫn đang trong quá trình cải tiến liên tục và vẫn là công nghệ phòng thí nghiệm. Đối với xu hướng tản nhiệt của trung tâm dữ liệu trong tương lai, ngoài các trung tâm tính toán hiệu suất cao và các trung tâm dữ liệu dựa trên Internet khác, hầu hết các trung tâm dữ liệu sẽ được chuyển đến những nơi có giá thấp hơn và chi phí điện năng thấp hơn. Bằng cách áp dụng các công nghệ tản nhiệt tiên tiến hơn, Giảm hơn nữa chi phí vận hành và bảo trì trung tâm dữ liệu và cải thiện hiệu quả năng lượng.
