机房360首页
当前位置:首页 » 导购 » 炎炎夏天如何让数据中心冷下来

炎炎夏天如何让数据中心冷下来

来源:本站 作者:Cherry 更新时间:2020/5/20 13:40:00

摘要:随着夏天的脚步临近,数据中心保持最佳工作温度迎来更加艰巨的挑战。当无法得到正确冷却时,IT设备可能会过热,过热则会降低服务器性能甚至损坏。因此,管理空气流量对性能、成本和能效都有着重大的影响。

随着夏天的脚步临近,数据中心保持最佳工作温度迎来更加艰巨的挑战。当无法得到正确冷却时,IT设备可能会过热,过热则会降低服务器性能甚至损坏。因此,管理空气流量对性能、成本和能效都有着重大的影响。

也是在此背景下,衍生出了很多种让数据中心冷却的方法。比如针对空气进行冷却,或者利用自然环境进行冷却等等,而不再是单纯的降低整个数据中心的温度。

蒸发或绝热冷却:使用蒸发方式制冷的科学原理很简单。绝热冷却通过降低封闭环境中的某种物质运行的压力来实现冷却,让这些物质沸腾如同岩浆涌上火山表面,同时用风带走山峰上的高温。绝热冷却在温暖、干燥的气候中仍然有效,这大大拓宽了一年中能够“免费冷却”的有效期。其主要的缺点是用水量有些多,但在同等冷却量的情况下,它所需的冷却水仍然比标准冷却塔要少很多。

紧耦合或热源冷却:紧耦合冷却方式通过贴近热源来实现更有效的运作。虽然紧耦合冷却在数据中心里面还是“主流”,但是更新的方法在满足能源效率的需求方面往往做得更好,并获取更多关注。它的工作方式很简单,即消耗能源来将大量的空气吹入地板下的空间或者导风管,然后又将这些空气拉回至空调。

烟囱式机柜和天花板风道:使用天花板上方的空间形成的风道将空气传输给机房空调系统,确保回风以最高的温度返回空调冷却盘管,可以显著增加精密空调系统的冷却能力。结合了吊顶风道和热通道措施的最终设备形式就是烟囱式机柜,可以获得最大的冷却效率。来自服务器群的高温废气从机柜后部的烟囱排出,然后直接通过吊顶天花板上方的风道回到空调设备中。整个过程中热空气和冷空气保持分离,所以可以保持很高的能效比。虽然效果明显,但是烟囱式机柜并没有获得大力推广或被广泛接受。这可能是因为全密封式的设计灵活性更好,可以使用更多的机柜实现相同的效果。然而,烟囱式机柜可以让整个房间维持冷通道温度,让工作环境变得更加舒适。

直接、间接自然冷却:数据中心利用自然冷源进行制冷的解决方案主要有间接自然冷却和直接自然冷却两种方式。机房空调一年四季都需要制冷,过渡季节室外温度低于室内温度时,自然界存在着丰富的冷源,如何利用大自然的冷源进行冷却是机房空调节能减排的重点问题。有直接引入室外新风、配合冷热通道隔离实现机房制冷,针对不同地区的气候条件,新风进入机房前需要经过过滤、加湿、除湿、送回风混合等预处理。也有不需要机械帮助,直接靠服务器散发的热能产生动力自然散热。把服务器散发的热量收集起来,利用空气膨胀后产生向上的动力,通过足够高的烟囱让热空气往上升带动空气流动,完成散热循环。还有利用转轮内填料的储能功能,让转轮在两个封闭的风道内缓慢旋转,被室外空气冷却的填料冷却室内空气。而间接自然冷却,可以是春秋过渡季节和晚上,当环境温度达到比冷冻水回水温度低两度或以上时,开启自然冷却模块制冷,无压缩机功耗,自然冷却不够的部分,再由压缩制冷接力达到需求冷量。随着室外环境温度降低,自然冷却部分占的比例越来越大,直至达到100%,完全自然冷却制冷,无压缩机功耗。也可以是由大型冷却塔、水冷型冷水机组、板式换热器组成,夏季采用冷水机组和冷却塔制冷,冬季采用板换将有杂质的冷却水转变为干净的冷冻水送入空调室内机,冷水机组停机。还可以是在直膨蒸发器盘管上,再并一组冷冻水经济盘管,通过两套两通阀来调节水是经过板式热交换器的冷凝器还是经过冷冻水盘管。室外干冷器夏季提供冷却水给板换用于直膨制冷,冬季提供冷冻水给经济盘管用于冷冻水制冷。

直接式液冷:直接接触设备和电子元器件,可将设备和电子元器件产生的热量全部带走。直接式液冷可根据冷却液相态变化进行细分,分为相变式液冷和单向液冷。

间接式液冷:不直接接触设备和电子元器件,在散热片管路里面循环,可带走大部分热量。间接式液冷可根据冷却液是否进入到服务器而分为外部液冷和内部液冷两种形式。

说了这么多种方法,相信大家总会找到一种最适合自己的。下面也提供一些大企业针对数据中心冷却所研发的技术和产品,供大家参考。

曙光节能 CloudBASE GreenLP 液冷服务器配套基础设施解决方案,是专为液冷服务器配套使用的、业界领先的基础设施解决方案,其解决方案包含机柜排全封闭和机柜排网孔门方案,机柜排全封闭方案用于新建数据中心,网孔门机柜适用于在原有机房内扩容使用。


曙光 C7000 液冷服务器系统突破传统风冷散热模式,采用风冷和液冷混合散热模式——服务器内主要热源 CPU 利用液冷冷板进行冷却,其余热源仍采用风冷方式进行冷却。通过这种混合制冷方式,可大幅提升服务器散热效率,同时,降低主要热源 CPU 散热所耗电能,并增强服务器可靠性。经检测,采用液冷服务器配套基础设施解决方案的数据中心年均 PUE 值可降低至 1.2 以下。

曙光浸没式相变换热液冷系统采用进口环保专用冷媒,具有不导电、无闪点、无腐蚀性、无毒性的特性,利用环保冷媒良好的热物理特性,通过控制系统物理参数,利用冷媒工质的气化潜热转移服务器内部热量,极大提高了系统的换热效率,同时保留了高端热源的能量品位。此冷媒较传统冷媒,在系统压力较低的情况下即可实现50℃~60℃的蒸发温度,无须利用压缩机进行机械制冷,从而使室外机组的全年自然冷却工作方式成为可能。


· 终极的整机功耗:全浸没方案,无风扇设计,风扇功耗降低为0
· 终极的噪音指标:区别于传统风冷机房,全浸没机房噪音控制在35dB以下
· 终极的功率密度:高密度配置,轻松实现整机柜功率200kW
· 终极的PUE指标:直接利用高品位完成热量转移,可实现PUE低至1.01-1.02

为了降低服务器冷却相关成本及其对环境的影响,3M率先引领了针对数据中心液体冷却技术变革。3M™ Novec™氟化液系列无论对单相还是两相操作浸没式冷却都具有非常理想的特性。结果——能源使用削减可高达97%,同时缩小了数据中心空间规模,并优化了服务器硬件性能 — 还有助于降低对环境的影响。

3M两相被动式浸没冷却通过使Novec氟化液沸腾与冷凝令传热效率成倍增加。这一简单方法几乎不包括活动部件。
· 电子设备元件被浸没在一个绝缘性液体中,并有一个可打开维护的密封外壳
· 元件产生的热量使液体沸腾至气态,并上升至外壳顶部
· 蒸汽在盖子或冷凝盘管处冷凝回滴回液体区,如此循环往复
· 传热效率可超过同体积水沸腾的效率,因而可安全地与电子设备直接接触

在3M单相浸没式冷却中,液体具有更高的沸点,并且在整个过程中一直为液态。
· 电子设备元件被浸没在一个绝缘性液体中,并有一个可打开维护的密封外壳
· 芯片产生的热量传递到液体中
· 通常采用泵将受热液体输送到热交换器,在那里液体被冷却并经过循环回到液池中
· 还可使用3M™ Fluorinert™电子液

3M间接冷却可作为浸没式冷却替代法,热管理挑战和技术具有各种各样的形式,所以我们产品的独特特性可以各种各样的方式加以应用,以解决这类挑战。其中一项挑战是,由于渗漏风险和在同一个回路中冷却一系列处理器引起的温度梯度问题,使直接应用至芯片的(D2C)水冷却技术更为复杂。3M Novec氟化液对这些应用而言是一个优异的工作液体。
· 在两相操作中传热效率相对于或优于水
· 绝缘性工作液体,无渗漏引起的损坏风险
· 一个液体回路中所有处理器都保持在相同温度,与节点数量无关

华为NetCol5000-A系列是针对新一代数据中心设计的智能温控产品,通常部署于列间,满足中小型数据中心制冷需求。采用全变频设计,支持10%~100%负载连续制冷,部分负载更节能;弱电模块插拔式设计,1分钟快速更换;通过iCooling智能算法构建精细化能效管理及智能运维体系,打造高效、可靠、简单的智能化温控产品。目前,华为行级智能温控产品位列中国区市场份额第一,同时进入中国工业和信息化部第一批《绿色数据中心先进适用技术目录》,应用覆盖运营商、政府、金融、能源、医疗及教育等主流行业。


华为NetCol8000-A是针对中小型数据中心的房间级风冷智能温控产品,在运营商、ISP、政府、金融、能源、医疗及教育等行业广泛应用。采用直流变频压缩机、电子膨胀阀和EC风机的全变频架构,按需制冷,保证IT设备拥有可靠安全的运行环境; 全直流变频设计,部分负载节能30%+;湿膜加湿,无需加热,加湿节能95%+。


作为数据中心很重要的一个环节,冷却方法和技术的好坏直接关系到数据中心的运营效果,希望以上内容可以帮助到大家。

责任编辑:Cherry

机房360微信公众号订阅
扫一扫,订阅更多数据中心资讯

本文地址:http://www.jifang360.com/news/2020520/n3213129608.html 网友评论: 阅读次数:
版权声明:凡本站原创文章,未经授权,禁止转载,否则追究法律责任。
相关评论
正在加载评论列表...
评论表单加载中...
  • 我要分享
推荐图片