الحديث عن تقنية تبريد مركز البيانات

أدى النمو السريع لبناء مركز البيانات إلى المزيد والمزيد من المعدات في غرفة الكمبيوتر ، والتي توفر بيئة تبريد ثابتة لدرجة الحرارة والرطوبة لمركز البيانات.

سيزداد استهلاك الطاقة في مركز البيانات بشكل كبير ، تليها زيادة متناسبة في أنظمة التبريد وأنظمة توزيع الطاقة ووحدات UPS والمولدات ، مما يشكل تحديًا كبيرًا لاستهلاك الطاقة في مركز البيانات.

في الوقت الذي تدعو فيه الدولة بأكملها إلى الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات ، إذا كانت مراكز البيانات تستهلك الطاقة الاجتماعية بشكل أعمى ، فإنها حتما ستجذب انتباه الحكومة والشعب. لا يقتصر الأمر على أنه لا يفضي إلى التطوير المستقبلي لمراكز البيانات ، ولكنه يتعارض أيضًا مع الأخلاق الاجتماعية ، لذلك أصبح استهلاك الطاقة هو المحتوى الأكثر اهتمامًا ببناء مركز البيانات.

من أجل تطوير مركز البيانات ، من الضروري توسيع نطاقه باستمرار وزيادة المعدات بشكل حتمي. لا يمكن الحد من هذا ، ولكن استخدام المعدات يحتاج إلى تحسين. جزء كبير آخر من استهلاك الطاقة هو تبديد الحرارة. يمثل استهلاك الطاقة لنظام تكييف الهواء في مركز البيانات ما يقرب من ثلث استهلاك الطاقة لمركز البيانات بأكمله. إذا كان بإمكانك العمل بجدية أكبر على هذا ، فسيتم تحسين تأثير توفير الطاقة لمركز البيانات. فورا. إذن ، ما هي تقنيات التبريد المتوفرة في مركز البيانات ، وما هي اتجاهات التطوير المستقبلية؟ سيتم العثور على الجواب في هذه المقالة.

نظام تبريد الهواء

يصبح نظام التمدد المباشر المبرد بالهواء نظام تبريد بالهواء. في نظام التبريد بالهواء ، يوجد نصف حلقة دوران المبرد في مكيف هواء غرفة الكمبيوتر في مركز البيانات ، والباقي موجود في المكثف المبرد بالهواء في الهواء الطلق. يتم ضغط الحرارة داخل غرفة الماكينة في البيئة الخارجية من خلال خط الأنابيب الذي يستخدم المبرد للدوران. ينقل الهواء الساخن الحرارة إلى ملف المبخر ، ثم إلى المبرد. يتم إرسال المبرد ذو درجة الحرارة العالية والضغط العالي إلى الخارج بواسطة الضاغط المكثف ، ثم يشع الحرارة إلى الغلاف الجوي الخارجي. يتميز نظام تبريد الهواء بكفاءة طاقة منخفضة نسبيًا ويشتت الحرارة بواسطة الرياح مباشرة. من منظور التبريد ، يتم توليد استهلاك الطاقة الرئيسي بواسطة الضاغط ، والمروحة الداخلية ، والمكثف الخارجي المبرد بالهواء. نظرًا للتخطيط المركزي للوحدات الخارجية ، عندما يتم تشغيل جميع الوحدات الخارجية في الصيف ، فإن ظاهرة تراكم الحرارة المحلية واضحة ، مما يقلل من كفاءة التبريد ويؤثر على تأثير الاستخدام. علاوة على ذلك ، فإن ضوضاء الوحدة الخارجية المبردة بالهواء لها تأثير أكبر على البيئة المحيطة ، وهي عرضة للتأثير على السكان المحيطين. لا يمكن استخدام التبريد الطبيعي ، وتوفير الطاقة منخفض نسبيًا. على الرغم من أن نظام تبريد الهواء يتميز بكفاءة منخفضة في تبديد الحرارة واستهلاك مرتفع للطاقة ، إلا أنه لا يزال أكثر طرق تبديد الحرارة استخدامًا في مراكز البيانات.

نظام التبريد السائل

أنظمة تبريد الهواء لها عيوبها الحتمية. بدأت بعض مراكز البيانات في التحول إلى التبريد السائل ، وأكثرها شيوعًا هي أنظمة التبريد بالماء. يزيل نظام تبريد الماء الحرارة من خلال تبادل الألواح ، ويكون التبريد مستقرًا. يلزم وجود برج تبريد خارجي أو مبرد جاف لاستبدال المكثف للتبادل الحراري. يزيل التبريد المائي الوحدة الخارجية المبردة بالهواء ، مما يحل مشكلة الضوضاء ويكون له تأثير ضئيل على البيئة. يعد نظام تبريد المياه أكثر تعقيدًا وتكلفة ويصعب صيانته ، ولكنه يمكن أن يلبي متطلبات التبريد وتوفير الطاقة لمراكز البيانات الكبيرة. بالإضافة إلى تبريد المياه ، يوجد تبريد بالزيت. بالمقارنة مع التبريد المائي ، يمكن لنظام تبريد الزيت أن يقلل من استهلاك الطاقة. إذا تم اعتماد نظام تبريد الزيت ، فإن مشكلة الغبار التي يواجهها تبريد الهواء التقليدي لن تكون موجودة بعد الآن ، وسوف يكون استهلاك الطاقة أقل بكثير. على عكس الماء ، يعتبر الزيت مادة غير قطبية ، ولن تؤثر على الدائرة الإلكترونية المتكاملة ولن تتلف الأجهزة الداخلية للخادم. ومع ذلك ، لطالما كانت أنظمة التبريد بالسوائل مدوية وممطرة في السوق ، وسيتبنى عدد قليل من مراكز البيانات هذه الطريقة. لأن نظام التبريد السائل ، سواء كان غمرًا أو طرقًا أخرى ، يتطلب تصفية السائل لتجنب مشاكل مثل تراكم الملوثات والرواسب الزائدة والنمو البيولوجي. بالنسبة للأنظمة القائمة على الماء ، مثل أنظمة التبريد السائل التي تستخدم أبراج التبريد أو التبخر ، وما إلى ذلك ، في حجم معين ، من الضروري التعامل مع مشكلة الرواسب جنبًا إلى جنب مع إزالة البخار ، ويجب فصلها و&مثل ؛ استنزاف&مثل ؛ للتخلص منها ، حتى ذلك الحين ومعالجة هذا قد يسبب مشاكل بيئية. نظام التبريد التبخيري أو ثابت الحرارة.

تقنية التبريد التبخيري هي طريقة لتبريد الهواء باستخدام انخفاض في درجة الحرارة. عندما يواجه الماء هواءً ساخنًا متدفقًا ، يبدأ في التبخر ويتحول إلى غاز. تبديد الحرارة التبخيري غير مناسب لمواد التبريد الضارة بالبيئة ، كما أن تكلفة التركيب منخفضة. لا يتطلب استخدام الضواغط التقليدية ، وله استهلاك منخفض للطاقة ، وله مزايا توفير الطاقة ، وحماية البيئة ، والاقتصاد ، وتحسين جودة الهواء الداخلي. المبرد التبخيري عبارة عن مروحة كبيرة تسحب الهواء الساخن إلى وسادة الماء المبللة. عندما يتبخر الماء الموجود في الوسادة المبللة ، يتم تبريد الهواء ودفعه للخارج. يمكن التحكم في درجة الحرارة عن طريق ضبط تدفق الهواء للمبرد. يعني التبريد الأديباتي أنه أثناء عملية الارتفاع الحرارى للهواء ، ينخفض ​​ضغط الهواء مع زيادة الارتفاع ، وتعمل كتلة الهواء خارجياً بسبب تمدد حجمها ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الهواء نفسه. بالنسبة لمركز البيانات ، لا تزال طرق التبريد هذه جديدة.

نظام تبريد مغلق

يتم إغلاق غطاء الرادياتير لنظام التبريد المغلق ويضاف خزان التمدد. أثناء التشغيل ، يدخل بخار المبرد إلى خزان التمدد ويتدفق مرة أخرى إلى المبرد بعد التبريد ، مما يمكن أن يمنع مقدارًا كبيرًا من فقدان التبخر لسائل التبريد ويزيد من درجة حرارة نقطة غليان المبرد. يمكن أن يضمن نظام التبريد المغلق أن المحرك لا يحتاج إلى إضافة مياه التبريد لمدة سنة إلى سنتين. أثناء الاستخدام ، يجب ضمان الختم من أجل الحصول على التأثير. لا يمكن ملء المبرد الموجود في خزان التمدد ، مما يترك مجالًا للتمدد. بعد عامين من الاستخدام ، سيتم تفريغها وتصفيتها ، وسيتم تعديل التكوين ونقطة التجميد قبل الاستمرار في الاستخدام. مغلق يعني أن تدفق الهواء غير كافٍ ، مما قد يؤدي بسهولة إلى مشاكل ارتفاع درجة الحرارة المحلية. غالبًا ما يتم الجمع بين التبريد المغلق وبين التبريد المائي أو التبريد السائل ، ويمكن أيضًا تحويل نظام التبريد بالمياه إلى نظام مغلق ، والذي يمكنه تبديد الحرارة بشكل أكثر فعالية وتحسين كفاءة التبريد.

بالإضافة إلى طرق تبديد الحرارة الموضحة أعلاه ، هناك العديد من طرق تبديد الحرارة الرائعة ، وقد تم استخدام بعضها عمليًا. على سبيل المثال ، باستخدام تبديد الحرارة الطبيعي ، تم بناء مركز البيانات في بلدان الشمال الباردة أو تم بناؤه في قاع البحر ، ويتم تبريد المعدات الموجودة في مركز البيانات من خلال&مثل ؛ شديد البرودة&مثل ؛. مثل مركز البيانات الذي أنشأه Facebook في أيسلندا ، تقوم Microsoft ببناء مركز بيانات تحت سطح البحر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام تبريد المياه بدون استخدام المياه القياسية أو مياه البحر أو مياه الصرف الصحي المنزلية أو حتى الماء الساخن لتبديد الحرارة لمركز البيانات. على سبيل المثال ، تستخدم Alibaba مياه بحيرة Thousand Island لتبديد الحرارة. أنشأت Google مركزًا للبيانات في هامينا بفنلندا يستخدم مياه البحر لتبديد الحرارة. قامت eBay ببناء مركز بياناتها في الصحراء. يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة الخارجية لمركز البيانات حوالي 46 درجة مئوية. .

يقدم ما سبق التقنيات الشائعة الاستخدام لتبريد مركز البيانات ، والتي لا يزال بعضها في طور التحسين المستمر ولا يزال تقنيات معملية. بالنسبة للاتجاه المستقبلي لتبديد الحرارة في مركز البيانات ، بالإضافة إلى مراكز الحوسبة عالية الأداء ومراكز البيانات الأخرى المستندة إلى الإنترنت ، سيتم نقل معظم مراكز البيانات إلى أماكن ذات أسعار منخفضة وتكاليف طاقة أقل. من خلال اعتماد تقنيات أكثر تقدمًا في تبديد الحرارة ، يمكنك تقليل تكاليف تشغيل وصيانة مركز البيانات وتحسين كفاءة الطاقة.