探索数据中心的自然冷却的潜力

发布时间:2021-10-03 22:30
来源:成都机房建设公司
作者:亿企高信
阅读量:33

由于疫情影响,全世界对数据的需求比以前任何时候都更加迫切,数据中心的碳排放也正在缓慢加剧。由于冷却占平均数据中心能源消耗的 40% 之多,因此要在 2050 年之前实现排放的目标,显然需要更高效的冷却技术。


疫情已经导致了我们在沟通方式上发生了转变。随着我们从集体办公转向远程工作,访问数据变得比以往任何时候都更加重要,导致一些人将宽带连接称为为“第四种公用事业”。虽然我们对互联网的依赖早就不是什么新鲜事了,但 Covid-19 的影响无疑放大了这一点。


然而,在我们蓬勃发展的数字需求背后是一个非常真实的物理后果。甚至在大流行之前,来自Digital Infrastructure 的研究表明,2019 年全球数据中心的排放量相当于全球航空旅行的排放量。随着 2050 年实现零碳排放的目标越来越近,IT 基础设施造成的碳排放反而还在增加。所以,我们必须要解决全球数据中心的能源消耗问题。


数据中心高能耗的原因


要有效降低数据中心能耗,首先需要确定数据中心在何处以及如何使用能源。许多人可能会惊讶地发现,平均高达 40% 的数据中心能源使用量都是因为冷却。然而,这主要是由于依赖过时的机械冷却技术,因此还有明显的空间可以向更加可持续的方式调整。


目前,大多数数据中心通过热交换来冷却其服务器,将热量从内部服务器吸收到热交换器中,然后通过多种方式进行冷却。这里的问题不在于热交换器本身,而在于所使用的冷却技术。机械冷却利用电动冷却器人为地降低热交换器的温度。最终,用于为冷水机供电的电力来自化石燃料的燃烧,同时增加了运营成本和环境影响。


此外,许多数据中心目前都经历了以余热形式存在的大量能源浪费。由于在某一天为数据中心提供大量电力,因此会产生大量热量作为副产品。因此,回收目前浪费的能源将是提高数据中心运营效率的关键。


如何替代现有冷却技术


虽然机械冷却长期以来一直是数据中心热传递的行业标准,但此后该领域的许多发展有可能减少对传统机械冷却技术的依赖。随着热交换器从一个简单的热传递设备发展成为一项复杂的技术,大门已经为大量利用自然环境的“免费”冷却技术打开了大门。


例如,位于大海或河流等大型水源的本地数据中心可以利用这些作为自然冷却的来源,使用深冷水入口将水吸入封闭的冷却回路。这用作服务器的天然冷却剂,然后温水通过浅层污水排出。至关重要的是,液体冷却不仅是比机械冷却系统更有效的传热方法,而且可以降低运营成本和环境影响。



其他自然冷却技术的方法包括开放式冷却塔,在气候允许的情况下,使用外部空气的自然低温来冷却服务器并最大限度地减少冷却器的使用。这种方法在北欧等寒冷地区特别有效,那里的气温允许全年自然冷却。然而,让冷却塔打开是导致结垢的主要原因,因此操作员在使用此方法时应小心谨慎。


余热的潜力


此外,也许数据中心能源管理中最令人兴奋的发展之一是热回收系统的使用。阿法拉伐最近在丹麦数据中心将这一概念的一个主要例子付诸实施,其中来自服务器的余热用于为当地供热网络供电。每年节省的能源超过 100,000 兆瓦时,足以为 6,900 个家庭提供热量和热水!显然,数据中心热回收系统的潜力是巨大的。站点可以受益于突破能源管理界限的定制解决方案。


最后的想法


当列出大量可用的自然冷却和热回收解决方案时,很明显过时的不是技术,而是我们的冷却技术方法。现代热交换器技术允许应用几乎无限数量的创新冷却解决方案,因此,如果 IT 基础设施要以可持续的方式发展,充分挖掘这种潜力至关重要。


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