데이터 센터 냉각 기술에 대한 이야기
데이터 센터 건설의 급속한 성장으로 인해 데이터 센터에 일정한 온도 및 습도 냉각 환경을 제공하는 컴퓨터실에 점점 더 많은 장비가 설치되었습니다.
데이터 센터의 전력 소비가 크게 증가하고 그에 따라 냉각 시스템, 배전 시스템, UPS 및 발전기가 비례적으로 증가하여 데이터 센터의 에너지 소비에 큰 문제가 됩니다.
온 나라가 에너지 절약과 배출 저감을 주장하는 시대에 데이터센터가 사회적 에너지를 맹목적으로 소비한다면 정부와 국민의 관심을 끌 수밖에 없다. 그것은 데이터 센터의 미래 발전에 도움이 되지 않을 뿐만 아니라 사회 도덕에 어긋나기 때문에 에너지 소비는 데이터 센터 건설의 가장 우려되는 내용이 되었습니다.
데이터센터를 발전시키기 위해서는 지속적으로 규모를 확장하고 장비를 증설할 수밖에 없다. 이것은 줄일 수 없지만 장비의 활용도는 향상되어야 합니다. 에너지 소비의 또 다른 큰 부분은 방열입니다. 데이터 센터 공조 시스템의 에너지 소비는 전체 데이터 센터의 에너지 소비의 거의 1/3을 차지합니다. 이를 위해 더욱 노력하면 데이터센터의 에너지 절약 효과가 향상될 것입니다. 즉시. 그렇다면 데이터 센터에서 사용할 수 있는 냉각 기술은 무엇이며 향후 개발 방향은 무엇입니까? 이 기사에서 답을 찾을 수 있습니다.
공기 냉각 시스템
공랭식 직접 확장 시스템은 공랭식 시스템이 됩니다. 공랭식 시스템에서 냉매 순환 루프의 절반은 데이터 센터 컴퓨터실 에어컨에 있고 나머지는 실외 공랭식 응축기에 있습니다. 기계실 내부의 열은 냉매를 순환시키는 배관을 통해 외부 환경으로 압착됩니다. 뜨거운 공기는 열을 증발기 코일로 전달한 다음 냉매로 전달합니다. 고온 고압의 냉매는 압축기에 의해 실외로 보내져 응축기를 거쳐 실외 대기로 열을 방출합니다. 공랭식 시스템은 에너지 효율이 상대적으로 낮고 바람에 의해 직접 열을 발산합니다. 냉각 관점에서 볼 때 주요 에너지 소비는 압축기, 실내 팬 및 공랭식 실외 콘덴서에서 발생합니다. 실외기의 중앙 집중식 배치로 인해 여름에 실외기가 모두 켜질 때 국부적인 열 축적 현상이 명백하여 냉각 효율이 떨어지고 사용 효과에 영향을 미칩니다. 또한, 공랭식 실외기의 소음은 주변 환경에 더 큰 영향을 미치며, 주변 거주자에게도 영향을 주기 쉽습니다. 자연 냉각을 사용할 수 없으며 에너지 절약이 상대적으로 낮습니다. 공냉식 시스템은 방열 효율이 낮고 에너지 소비가 높지만 여전히 데이터 센터에서 가장 널리 사용되는 방열 방식입니다.
액체 냉각 시스템
공랭식 시스템에는 피할 수 없는 단점이 있습니다. 일부 데이터 센터는 수냉식으로 전환하기 시작했으며 가장 일반적인 것은 수냉식 시스템입니다. 수냉식 시스템은 판 교환을 통해 열을 제거하고 냉각이 안정적입니다. 열교환용 콘덴서를 교체하려면 실외 냉각탑 또는 건식 냉각기가 필요합니다. 수냉식으로 공냉식 실외기를 제거하여 소음 문제를 해결하고 환경에 미치는 영향이 적습니다. 수냉식 시스템은 더 복잡하고 비용이 많이 들고 유지 관리가 어렵지만 대규모 데이터 센터의 냉각 및 에너지 절약 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 수냉식 외에도 오일 냉각식이 있습니다. 수냉식과 비교할 때 오일 냉각 시스템은 에너지 소비를 더욱 줄일 수 있습니다. 오일 냉각 시스템이 채택되면 기존 공랭식에서 직면한 먼지 문제가 더 이상 존재하지 않고 에너지 소비가 훨씬 낮아집니다. 물과 달리 기름은 비극성 물질로 전자 집적 회로에 영향을 미치지 않으며 서버의 내부 하드웨어를 손상시키지 않습니다. 그러나 액체 냉각 시스템은 시장에서 항상 천둥과 비가 내렸고 이 방법을 채택하는 데이터 센터는 거의 없습니다. 침지 방식이든 다른 방식이든 액체 냉각 시스템은 오염 물질의 축적, 과도한 침전물 및 생물학적 성장과 같은 문제를 피하기 위해 액체를 여과해야 하기 때문입니다. 냉각탑이나 증발 등을 사용하는 액체 냉각 시스템과 같은 수성 시스템의 경우 주어진 부피에서 증기 제거와 함께 침전물 문제를 처리하는 것이 필요하며 분리 및 제거가 필요합니다."드레인된" 폐기를 위해 처리하더라도 환경 문제를 일으킬 수 있습니다. 증발 또는 단열 냉각 시스템.
증발 냉각 기술은 온도를 떨어뜨려 공기를 냉각시키는 방식입니다. 물이 흐르는 뜨거운 공기를 만나면 기화하기 시작하여 기체로 변합니다. 증발 방열은 환경에 유해한 냉매에는 적합하지 않으며 설치 비용이 저렴합니다. 전통적인 압축기를 사용할 필요가 없으며 에너지 소비가 적으며 에너지 절약, 환경 보호, 경제 및 실내 공기 품질 개선의 이점이 있습니다. 증발식 냉각기는 뜨거운 공기를 젖은 물 패드로 끌어들이는 대형 팬입니다. 젖은 패드의 물이 증발하면 공기가 냉각되어 밖으로 밀려납니다. 쿨러의 풍량을 조절하여 온도를 조절할 수 있습니다. 단열 냉각이란 공기가 단열 상승하는 과정에서 높이가 높아짐에 따라 기압이 낮아지고 공기 블록이 체적 팽창으로 인해 외부에서 작동하여 공기 자체의 온도를 낮추는 것을 의미합니다. 데이터 센터의 경우 이러한 냉각 방법은 여전히 새롭습니다.
폐쇄 냉각 시스템
폐쇄형 냉각 시스템의 라디에이터 덮개가 밀봉되고 팽창 탱크가 추가됩니다. 작동 중 냉각수 증기는 팽창 탱크로 들어가 냉각 후 라디에이터로 다시 흘러 냉각수의 증발 손실을 방지하고 냉각수의 끓는점 온도를 높일 수 있습니다. 폐쇄형 냉각 시스템은 엔진이 1~2년 동안 냉각수를 추가할 필요가 없도록 할 수 있습니다. 사용시 반드시 밀봉이 되어있어야 효과를 볼 수 있습니다. 팽창 탱크의 냉각수를 채울 수 없어 팽창할 여지가 남습니다. 2년 사용 후 배출 및 여과하여 조성 및 어는점을 조정한 후 계속 사용합니다. 밀폐됨은 공기 흐름이 충분하지 않음을 의미하며, 이는 쉽게 국부적 과열 문제를 일으킬 수 있습니다. 폐쇄 냉각은 종종 수냉 또는 액체 냉각과 결합되며 수냉 시스템은 폐쇄 시스템으로 만들 수도 있어 보다 효과적으로 열을 발산하고 냉각 효율을 향상시킬 수 있습니다.
위에서 설명한 방열 방법 외에도 훌륭한 방열 방법이 많이 있으며 일부는 실용화되기까지 했습니다. 예를 들어, 자연 방열을 사용하여 데이터 센터는 추운 북유럽 국가에 건설되거나 해저에 건설되고 데이터 센터의 장비는&'극심한 추위& '를 통해 냉각됩니다. 페이스북이 아이슬란드에 구축한 데이터센터처럼 마이크로소프트도 해저에 데이터센터를 구축하고 있다. 또한 표준 물 없이 수냉식을 사용할 수 있으며, 해수, 가정 폐수 또는 뜨거운 물을 사용하여 데이터 센터의 열을 발산할 수 있습니다. 예를 들어 Alibaba는 방열을 위해 Thousand Island Lake의 물을 사용합니다. Google은 방열을 위해 바닷물을 사용하는 핀란드 하미나에 데이터 센터를 설립했습니다. eBay는 사막에 데이터 센터를 구축했습니다. 데이터 센터의 평균 실외 온도는 약 섭씨 46도입니다. .
위의 내용은 데이터 센터 냉각에 일반적으로 사용되는 기술을 소개하며 그 중 일부는 여전히 지속적인 개선 과정에 있으며 여전히 실험실 기술입니다. 데이터 센터 방열의 미래 추세에 따라 고성능 컴퓨팅 센터 및 기타 인터넷 기반 데이터 센터 외에도 대부분의 데이터 센터는 가격이 낮고 전력 비용이 낮은 곳으로 이전될 것입니다. 보다 발전된 방열 기술을 채택하여 데이터 센터 운영 및 유지 관리 비용을 더욱 절감하고 에너지 효율성을 향상시킵니다.
