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大功率密度數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)發(fā)展方向

admin 2018-06-28 10:26:02 0

自2002年以來,,數(shù)據(jù)中心業(yè)界的人們一直在談?wù)摳吖β拭芏葦?shù)據(jù)中心將取代低功率密度數(shù)據(jù)中心,。理論上,,較高的密度將提高效率,,同時(shí)減少能源消耗的費(fèi)用,但是,,數(shù)據(jù)中心在實(shí)現(xiàn)這些好處的同時(shí),,也將面臨冷卻故障的風(fēng)險(xiǎn),。今天,,每臺(tái)機(jī)柜消耗超過10 kW的數(shù)據(jù)中心都被認(rèn)為是高功率密度,。密度也可以通過每平方英尺所消耗的能量來測(cè)量,這就是為什么許多高功率密度數(shù)據(jù)中心都是新建的,,而不是增建的原因所在了,。隨著機(jī)架密度的不斷增長,數(shù)據(jù)中心制造商和設(shè)計(jì)人員不得不提出更高效的冷卻解決方案來抵消能源的消耗,。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)無法冷卻這些更高密度的數(shù)據(jù)中心,,從而導(dǎo)致了CRAC等冷卻解決方案的發(fā)展;機(jī)柜采用水冷、 背門式 (Rear-door) 冷卻裝置;和通道密封遏制結(jié)構(gòu),。但不幸的是,,通常只是擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施并添加CRAC單元(大型計(jì)算機(jī)房空調(diào))是不夠的。

降功率提效率:大功率密度數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)發(fā)展方向圖片

現(xiàn)代可變速CRAC單元在以減小的負(fù)載運(yùn)行時(shí)會(huì)增加能量開銷。不斷運(yùn)行的CRAC設(shè)備是周圍最有效的和傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)之一,。不幸的是,,運(yùn)行一臺(tái)CRAC單元來保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的冷卻,更不用說是多臺(tái)CRAC單元,,并不是成本有效的,并且還會(huì)大大增加能源費(fèi)用賬單,。 背門式冷卻單元以及熱通道和冷通道封閉空間結(jié)構(gòu)是當(dāng)下最為流行和高效的冷卻解決方案,,且不會(huì)消耗過多能量。

有效的氣流管理是一種成功的解決方案,,可以有效的幫助防止數(shù)據(jù)中心過熱,,并且還具有成本效益。一款背門式冷卻單元采用液體冷卻技術(shù)來為熱空氣交換冷空氣,。背門在閉環(huán)系統(tǒng)中容納冷水,,抵消由較高密度機(jī)架產(chǎn)生的熱量。通過在可能的最低溫度下使用冷凍或冷藏水,,可以大大提高這種方法的效率,。這樣做保證了整個(gè)運(yùn)營時(shí)間感覺冷卻,并且抵消了任何意外的除濕,。設(shè)計(jì)沒有高架地板,、架空機(jī)械和結(jié)構(gòu)電氣服務(wù)的數(shù)據(jù)中心被認(rèn)為是背門式冷卻系統(tǒng)的最佳實(shí)踐方案。

通道密封遏制結(jié)構(gòu)是一種預(yù)制系統(tǒng),,其將通道密封遏制設(shè)計(jì)的所有部件結(jié)合在獨(dú)立單元中,。包括一款基礎(chǔ)的單元框架,其是一款通道遏制平臺(tái),,并且用于機(jī)柜錨定,。熱通道和冷通道密封遏制均有助于提高數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的效率,因?yàn)橐粋€(gè)通道遏制結(jié)構(gòu)有利于允許更高的數(shù)據(jù)中心操作環(huán)境溫度,。較高溫度的數(shù)據(jù)中心由于較低的風(fēng)扇速度,,冷卻水中的溫度升高和自然冷卻的使用而得以能夠節(jié)省更多的能量。與為熱空氣交換冷空氣的背門式冷卻單元不同,,熱通道和冷通道密封遏制結(jié)構(gòu)最小化了混合在一起的熱空氣和冷空氣的量,。該功能特征反過來又可以進(jìn)一步增加冷卻基礎(chǔ)設(shè)施的容量和效率。

自然空氣冷卻是用于高功率密度數(shù)據(jù)中心的另一種系統(tǒng),。一處具有86華氏度操作環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)中心可以由外部空氣冷卻,,如果外部環(huán)境空氣持續(xù)保持在77華氏度以下,則數(shù)據(jù)中心無需花費(fèi)額外的機(jī)械冷卻,。這種冷卻方法的一大缺點(diǎn)是外部空氣可能攜帶灰塵雜質(zhì)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心,。京都渦輪能夠作為一款過濾器來改善這一問題。其由通過兩部分空間旋轉(zhuǎn)的金屬輪組成。數(shù)據(jù)中心的熱空氣流過一個(gè)空間,,而冷空氣則通過另一個(gè)空間進(jìn)入,。當(dāng)熱空氣流過一個(gè)空間時(shí),熱量傳遞到渦輪的金屬中,,然后空氣流回?cái)?shù)據(jù)中心,,而外部的冷空氣將吸收來自金屬的熱量。

降功率提效率:大功率密度數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)發(fā)展方向圖片

冷通道密封遏制的目的是在包含冷空氣的同時(shí)排出熱空氣,。這包括安裝通道天花板,,在任一端或頂部垂直墻壁系統(tǒng)安裝機(jī)架行門,這允許冷空氣重定向到服務(wù)器進(jìn)氣口并防止熱空氣再循環(huán),。冷通道密封遏制也是節(jié)能的,。冷通道密封遏制結(jié)構(gòu)保證了將IT設(shè)備冷卻到制造商的規(guī)格。冷通道密封遏制結(jié)構(gòu)通過產(chǎn)生去除熱點(diǎn)的不變氣流來保證更高的操作效率,。因此,,整個(gè)數(shù)據(jù)中心都有了更多的可用空間。

熱通道密封遏制圍繞數(shù)據(jù)服務(wù)器轉(zhuǎn)儲(chǔ)其加熱排氣的機(jī)架行,。與冷通道密封遏制一樣,,其作用是防止冷空氣和熱空氣的混合;然而,熱通道面對(duì)空調(diào)管道,,送出熱空氣再循環(huán)被回收到冷空氣,。這樣做需要具有一條用于熱空氣到達(dá)AC進(jìn)入點(diǎn)的單獨(dú)路徑。在一些情況下,,熱空氣達(dá)到AC線圈的最高溫度可以使冷卻噸數(shù)加倍,。熱通道密封遏制可以使CRAC單元的冷卻能力加倍,從而降低成本,,并提高效率,。

隨著市場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)處理需求的不斷增長,數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)還將繼續(xù)呈現(xiàn)爆炸似發(fā)展,,高功率密度的數(shù)據(jù)中心也將繼續(xù)增長,。數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營經(jīng)理們現(xiàn)在需要負(fù)責(zé)降低功耗,并提高效率,。擁有高功率密度數(shù)據(jù)中心可以提高性能和產(chǎn)出,,但擁有高效的冷卻系統(tǒng),則有助于大大降低企業(yè)數(shù)據(jù)中心的能源成本費(fèi)用,。

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