데이터센터 방열기술 논의

데이터 센터 건설의 급속한 성장은 데이터 센터에 일정한 온도 및 습도 냉장 환경을 제공하는 컴퓨터실에 점점 더 많은 장비를 제공합니다. 데이터 센터의 전력 소비가 크게 증가하고 냉각 시스템, 배전 시스템, 업 및 발전기의 비례 증가가 뒤따를 것이며, 이는 데이터 센터의 에너지 소비에 큰 문제를 가져올 것입니다. 온 나라가 에너지 절약과 배출 저감을 주장하는 시대에 데이터센터가 사회적 에너지를 맹목적으로 소비한다면 정부와 국민의 관심을 끌 수밖에 없다. 데이터 센터의 미래 발전에 도움이 되지 않을 뿐만 아니라 사회 도덕에 어긋납니다. 따라서 에너지 소비는 데이터 센터 구축에서 가장 우려되는 내용이 되었습니다. 데이터 센터를 발전시키기 위해서는 지속적으로 규모를 확장하고 장비를 증설해야 합니다. 이를 줄일 수는 없지만 사용 중 장비의 활용도를 높일 필요가 있습니다. 에너지 소비의 또 다른 큰 부분은 방열입니다. 데이터 센터 공조 시스템의 에너지 소비는 전체 데이터 센터 에너지 소비의 거의 1/3 이상을 차지합니다. 이에 더 많은 노력을 기울인다면 데이터 센터의 에너지 절약 효과는 즉각적으로 나타날 것입니다. 그렇다면 데이터센터의 방열기술은 무엇이고 앞으로의 발전방향은? 이 기사에서 답을 찾을 수 있습니다.

공기 냉각 시스템

공냉식 직접 확장 시스템은 공랭식 시스템이 됩니다. 공랭식 시스템에서 냉매 순환 회로의 절반은 데이터 센터 기계실의 에어컨에 위치하고 나머지는 실외 공기 냉각 콘덴서에 있습니다. 기계실 내부의 열은 냉매 순환 파이프라인을 통해 외부 환경으로 압착됩니다. 뜨거운 공기는 열을 증발기 코일로 전달한 다음 냉매로 전달합니다. 고온 고압의 냉매는 압축기에 의해 실외 응축기로 보내져 실외 대기로 열을 방출합니다. 공기 냉각 시스템의 에너지 효율은 상대적으로 낮고 열은 바람에 의해 직접 발산됩니다. 냉각의 관점에서 볼 때 주요 에너지 소비는 압축기, 실내 팬 및 공냉식 실외 콘덴서에서 발생합니다. 실외기의 중앙 집중식 배치로 인해 여름에 모든 실외기가 켜질 때 국소 열 축적이 분명하여 냉동 효율이 떨어지고 사용 효과에 영향을 미칩니다. 또한, 공랭식 실외기의 소음은 주변 환경에 큰 영향을 미치므로 주변 거주자에게 영향을 주기 쉽습니다. 자연 냉각을 채택할 수 없고 에너지 절약이 상대적으로 낮습니다. 공랭식 시스템의 냉각 효율은 높지 않고 에너지 소비량은 여전히 ​​높지만 여전히 데이터 센터에서 가장 널리 사용되는 냉각 방식입니다.

액체 냉각 시스템

공랭식 시스템에는 피할 수 없는 단점이 있습니다. 일부 데이터 센터는 수냉식으로 전환하기 시작했으며 가장 일반적인 것은 수냉식 시스템입니다. 수냉식 시스템은 열교환 판을 통해 열을 제거하고 냉각이 안정적입니다. 열교환을 위한 콘덴서를 교체하기 위해서는 실외 냉각탑 또는 건식 냉각기가 필요합니다. 수냉식은 공냉식 실외기를 취소하고 소음 문제를 해결하며 환경에 거의 영향을 미치지 않습니다. 수냉식 시스템은 복잡하고 비용이 많이 들고 유지 관리가 어렵지만 대규모 데이터 센터의 냉각 및 에너지 절약 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 수냉식 외에도 오일 냉각이 있습니다. 수냉식과 비교할 때 오일 냉각 시스템은 에너지 소비를 더욱 줄일 수 있습니다. 오일 냉각 시스템을 채택하면 기존의 공랭식 냉각 방식이 직면한 먼지 문제가 더 이상 존재하지 않고 에너지 소비량이 훨씬 더 적습니다. 물과 달리 기름은 비극성 물질로 전자 집적 회로에 영향을 미치지 않으며 서버의 내부 하드웨어를 손상시키지 않습니다. 그러나 액체 냉각 시스템은 시장에서 항상 천둥과 비를 맞았으며 이 방법을 채택하는 데이터 센터는 거의 없습니다. 액체 냉각 시스템은 침지 또는 기타 방법에 관계없이 오염 물질 축적, 과도한 침전물 및 생물학적 성장과 같은 문제를 피하기 위해 액체를 여과해야 하기 때문입니다. 냉각탑 또는 증발 수단이 있는 액체 냉각 시스템과 같은 수성 시스템의 경우, 침전물 문제는 주어진 부피의 증기를 제거하여 처리해야 하며, 그러한 처리가 있더라도 분리 및 "배출"해야 합니다. 환경 문제를 일으킬 수 있습니다.

증발 또는 단열 냉각 시스템

증발 냉각 기술은 온도의 감소를 이용하여 공기를 냉각시키는 방법입니다. 물이 흐르는 뜨거운 공기를 만나면 기화하기 시작하여 기체가 됩니다. 증발 방열은 환경에 유해한 냉매에 적합하지 않으며 설치 비용이 낮고 기존 압축기가 필요하지 않으며 에너지 소비가 적으며 에너지 절약, 환경 보호, 경제 및 실내 공기 품질 향상의 이점이 있습니다. . 증발식 냉각기는 뜨거운 공기를 젖은 물 패드로 끌어들이는 대형 팬입니다. 젖은 패드의 물이 증발하면 공기가 냉각되어 밖으로 밀려납니다. 쿨러의 공기 흐름을 조절하여 온도를 제어할 수 있습니다. 단열 냉각이란 공기가 단열 상승하는 과정에서 높이가 증가함에 따라 기압이 감소하고 부피 팽창으로 인해 외부에서 공기 차단이 작동하여 공기 온도가 감소하는 것을 의미합니다. 이러한 냉각 방법은 데이터 센터에 여전히 새롭습니다.

폐쇄 냉각 시스템

폐쇄형 냉각 시스템의 라디에이터 캡은 밀봉되고 팽창 탱크가 추가됩니다. 작동 중 냉각수 증기는 팽창 탱크로 들어가 냉각 후 라디에이터로 다시 흘러 냉각수의 증발 손실을 방지하고 냉각수의 비등점 온도를 향상시킬 수 있습니다. 폐쇄형 냉각 시스템으로 1~2년 동안 엔진에 냉각수가 필요하지 않습니다. 효과를 얻으려면 사용 시 밀봉을 보장해야 합니다. 팽창 탱크의 냉각수가 채워지지 않아 팽창할 여지가 남습니다. 2년 사용 후 배출 및 여과하고 조성과 어는점을 조절하여 계속 사용한다. 이는 불충분한 공기 흐름으로 인해 국부 과열이 발생하기 쉽습니다. 폐쇄 냉각은 종종 수냉 또는 액체 냉각과 결합됩니다. 수냉식 시스템은 또한 폐쇄 시스템으로 만들어 열을 보다 효과적으로 발산하고 냉각 효율을 향상시킬 수 있습니다.

위에서 소개한 방열 방법 외에도 멋진 방열 방법이 많이 있으며 그 중 일부는 실제로 적용되기도 합니다. 예를 들어, 추운 북유럽 국가 또는 해저에 데이터 센터를 구축하는 데 자연 열 분산이 채택되고 데이터 센터의 장비를 냉각하는 데 "극심한 추위"가 사용됩니다. 아이슬란드에 있는 Facebook의 데이터 센터와 마찬가지로 해저에 있는 Microsoft의 데이터 센터입니다. 또한 수냉은 표준 물을 사용할 수 없습니다. 해수, 가정 폐수 및 심지어 뜨거운 물을 사용하여 데이터 센터를 가열할 수 있습니다. 예를 들어, Alibaba는 방열을 위해 Qiandao Lake의 물을 사용합니다. 구글은 핀란드 하미나에 해수를 이용한 방열 데이터센터를 구축했다. EBay는 사막에 데이터 센터를 구축했습니다. 데이터 센터의 평균 실외 온도는 약 섭씨 46도입니다.

위의 내용은 데이터 센터 방열의 일반적인 기술을 소개하며, 그 중 일부는 여전히 지속적인 개선 과정에 있으며 여전히 실험실 기술입니다. 데이터 센터의 향후 냉각 추세에 따라 고성능 컴퓨팅 센터 및 기타 인터넷 기반 데이터 센터 외에도 대부분의 데이터 센터는 가격이 낮고 전력 비용이 낮은 곳으로 이동할 것입니다. 보다 발전된 냉각 기술을 채택함으로써 데이터 센터의 운영 및 유지 관리 비용이 더욱 절감되고 에너지 효율성이 향상될 것입니다.