ChinoisLa croissance rapide de la construction de centres de données conduit à de plus en plus d'équipements dans la salle informatique, ce qui fournit un environnement de réfrigération à température et humidité constantes pour le centre de données. La consommation d'énergie du centre de données augmentera considérablement, suivie par l'augmentation proportionnelle du système de refroidissement, du système de distribution d'énergie, des onduleurs et du générateur, ce qui posera des défis majeurs à la consommation d'énergie du centre de données. A l'heure où tout le pays prône la conservation de l'énergie et la réduction des émissions, si le datacenter consomme aveuglément de l'énergie sociale, il attirera inévitablement l'attention du gouvernement et de la population. Non seulement elle n'est pas propice au développement futur du data center, mais elle va aussi à l'encontre de la morale sociale. Par conséquent, la consommation d'énergie est devenue le contenu le plus concerné dans la construction du centre de données. Afin de développer le centre de données, il est nécessaire d'étendre en permanence l'échelle et d'augmenter l'équipement. Celle-ci ne peut pas être réduite, mais le taux d'utilisation des équipements doit être amélioré à l'usage. Une autre grande partie de la consommation d'énergie est la dissipation thermique. La consommation d'énergie d'un système de climatisation de centre de données représente près d'un tiers de la consommation d'énergie de l'ensemble du centre de données. Si nous pouvons faire plus d'efforts sur ce point, l'effet d'économie d'énergie du centre de données sera immédiat. Alors, quelles sont les technologies de dissipation thermique dans le datacenter et quelles sont les futures orientations de développement ? La réponse se trouve dans cet article.
Système de refroidissement par air
Le système de refroidissement par air à détente directe devient un système de refroidissement par air. Dans le système de refroidissement par air, la moitié des circuits de circulation du réfrigérant sont situés dans le climatiseur de la salle des machines du centre de données, et le reste est situé dans le condenseur de refroidissement à air extérieur. La chaleur à l'intérieur de la salle des machines est refoulée dans l'environnement extérieur par la canalisation de circulation de réfrigérant. L'air chaud transfère la chaleur au serpentin de l'évaporateur, puis au réfrigérant. Le réfrigérant haute température et haute pression est envoyé au condenseur extérieur par le compresseur, puis rayonne la chaleur vers l'atmosphère extérieure. L'efficacité énergétique du système de refroidissement par air est relativement faible et la chaleur est dissipée directement par le vent. Du point de vue du refroidissement, la principale consommation d'énergie provient du compresseur, du ventilateur intérieur et du condenseur extérieur refroidi à l'air. En raison de la disposition centralisée des unités extérieures, lorsque toutes les unités extérieures sont allumées en été, l'accumulation de chaleur locale est évidente, ce qui réduira l'efficacité de la réfrigération et affectera l'effet d'utilisation. De plus, le bruit de l'unité extérieure refroidie par air a un impact important sur l'environnement environnant, ce qui a facilement un impact sur les résidents environnants. Le refroidissement naturel ne peut pas être adopté et l'économie d'énergie est relativement faible. Bien que l'efficacité de refroidissement du système de refroidissement par air ne soit pas élevée et que la consommation d'énergie soit encore élevée, il s'agit toujours de la méthode de refroidissement la plus utilisée dans le datacenter.
Système de refroidissement liquide
Le système de refroidissement par air a ses inconvénients inévitables. Certains centres de données ont commencé à se tourner vers le refroidissement liquide, et le plus courant est le système de refroidissement par eau. Le système de refroidissement par eau élimine la chaleur à travers la plaque d'échange thermique et la réfrigération est stable. Une tour de refroidissement extérieure ou un refroidisseur sec est nécessaire pour remplacer le condenseur pour l'échange de chaleur. Le refroidissement par eau annule l'unité extérieure refroidie par air, résout le problème de bruit et a peu d'impact sur l'environnement. Le système de refroidissement par eau est complexe, coûteux et difficile à entretenir, mais il peut répondre aux exigences de refroidissement et d'économie d'énergie des grands centres de données. En plus du refroidissement par eau, il existe un refroidissement par huile. Comparé au refroidissement par eau, le système de refroidissement à l'huile peut réduire davantage la consommation d'énergie. Si le système de refroidissement à l'huile est adopté, le problème de poussière rencontré par le refroidissement par air traditionnel n'existe plus et la consommation d'énergie est beaucoup plus faible. Contrairement à l'eau, l'huile est une substance non polaire, qui n'affectera pas le circuit intégré électronique et n'endommagera pas le matériel interne du serveur. Cependant, le système de refroidissement liquide a toujours été le tonnerre et la pluie sur le marché, et peu de centres de données adopteront cette méthode. Parce que le système de refroidissement liquide, qu'il s'agisse d'immersion ou d'autres méthodes, nécessite une filtration du liquide pour éviter des problèmes tels que l'accumulation de polluants, l'excès de sédiments et la croissance biologique. Pour les systèmes à base d'eau, tels que les systèmes de refroidissement liquide avec tour de refroidissement ou mesures d'évaporation, les problèmes de sédiments doivent être traités avec l'élimination de la vapeur dans un volume donné, et ils doivent être séparés et "déchargés", même si un tel traitement peut causer des problèmes environnementaux.
Système de refroidissement évaporatif ou adiabatique
La technologie de refroidissement par évaporation est une méthode de refroidissement de l'air en utilisant la diminution de la température. Lorsque l'eau rencontre l'air chaud qui coule, elle commence à se vaporiser et à devenir gazeuse. La dissipation thermique par évaporation ne convient pas aux réfrigérants nocifs pour l'environnement, le coût d'installation est faible, le compresseur traditionnel n'est pas nécessaire, la consommation d'énergie est faible et présente les avantages d'économie d'énergie, de protection de l'environnement, d'économie et d'amélioration de la qualité de l'air intérieur . Le refroidisseur par évaporation est un grand ventilateur qui aspire de l'air chaud sur le tampon d'eau humide. Lorsque l'eau dans le tampon humide s'évapore, l'air est refroidi et expulsé. La température peut être contrôlée en ajustant le débit d'air du refroidisseur. Le refroidissement adiabatique signifie que dans le processus d'élévation adiabatique de l'air, la pression de l'air diminue avec l'augmentation de la hauteur, et le bloc d'air fonctionne à l'extérieur en raison de l'expansion du volume, entraînant une diminution de la température de l'air. Ces méthodes de refroidissement sont encore nouvelles pour le datacenter.
Système de refroidissement fermé
Le bouchon du radiateur du système de refroidissement fermé est scellé et un vase d'expansion est ajouté. Pendant le fonctionnement, la vapeur de liquide de refroidissement pénètre dans le vase d'expansion et retourne au radiateur après refroidissement, ce qui peut empêcher une grande quantité de perte par évaporation de liquide de refroidissement et améliorer la température d'ébullition du liquide de refroidissement. Le système de refroidissement fermé peut garantir que le moteur n'a pas besoin d'eau de refroidissement pendant 1 à 2 ans. A l'usage, l'étanchéité doit être assurée afin d'obtenir l'effet. Le liquide de refroidissement dans le vase d'expansion ne peut pas être rempli, laissant de la place à l'expansion. Après deux ans d'utilisation, vider et filtrer, et continuer à utiliser après avoir ajusté la composition et le point de congélation. Cela signifie qu'un débit d'air insuffisant peut facilement provoquer une surchauffe locale. Le refroidissement fermé est souvent combiné avec un refroidissement par eau ou un refroidissement liquide. Le système de refroidissement par eau peut également être transformé en un système fermé, qui peut dissiper la chaleur plus efficacement et améliorer l'efficacité de la réfrigération.
En plus des méthodes de dissipation de chaleur présentées ci-dessus, il existe de nombreuses méthodes de dissipation de chaleur merveilleuses, dont certaines ont même été appliquées dans la pratique. Par exemple, la dissipation naturelle de la chaleur est adoptée pour construire le centre de données dans les pays nordiques froids ou au fond de la mer, et le « froid extrême » est utilisé pour refroidir l'équipement dans le centre de données. Comme le centre de données de Facebook en Islande, le centre de données de Microsoft dans les fonds marins. De plus, le refroidissement par eau ne peut pas utiliser d'eau standard. L'eau de mer, les eaux usées domestiques et même l'eau chaude peuvent être utilisées pour chauffer le datacenter. Par exemple, Alibaba utilise l'eau du lac Qiandao pour dissiper la chaleur. Google a mis en place un centre de données utilisant l'eau de mer pour la dissipation thermique à hamina, en Finlande. eBay a construit son centre de données dans le désert. La température extérieure moyenne du centre de données est d'environ 46 degrés Celsius.
Ce qui précède présente les technologies courantes de dissipation thermique des centres de données, dont certaines sont toujours en cours d'amélioration continue et sont toujours des technologies de laboratoire. Pour la future tendance au refroidissement des centres de données, en plus des centres de calcul hautes performances et d'autres centres de données basés sur Internet, la plupart des centres de données seront déplacés vers des endroits avec des prix et des coûts d'énergie inférieurs. En adoptant une technologie de refroidissement plus avancée, les coûts d'exploitation et de maintenance des centres de données seront encore réduits et l'efficacité énergétique sera améliorée.
Heure de publication : 02 août-2021