Zakaj je industrijska klimatska naprava s tekočinskim hlajenjem prihodnost za sisteme za shranjevanje z visoko gostoto?

V sodobnem podatkovnem centru lahko eno samo stojalo strežnikov za shranjevanje z visoko gostoto proizvede 30 kilovatov toplote – dovolj za ogrevanje majhne hiše pozimi. Če to pomnožimo s 100 regali v eni hali, dosežemo toplotno obremenitev 3 megavate. Tradicionalni sistemi zračnega hlajenja, ki se zanašajo na premikanje velikih količin zraka skozi strežniško sobo, komaj sledijo. Zrak sam postane ozko grlo. Ne more absorbirati toplote dovolj hitro, ventilatorji, potrebni za premikanje, pa porabijo ogromne količine energije. To je razlog, zakaj jeIndustrijska klimatska napravadoživlja temeljno preobrazbo. Tekočinsko hlajenje, ki je bilo nekoč rezervirano za superračunalnike, se zdaj uporablja za glavne sisteme za shranjevanje z visoko gostoto. Razlog je preprosta fizika: tekočina lahko absorbira in prenaša toploto veliko bolj učinkovito kot zrak.

Na vprašanje, zakaj so industrijske klimatske naprave s tekočinskim hlajenjem prihodnost sistemov za shranjevanje z visoko gostoto, odgovarjajo omejitve zračnega hlajenja. Zrak ima nizko toplotno kapaciteto in nizko toplotno prevodnost. Če želite odstraniti toploto iz gostega strežniškega stojala, morate premakniti veliko količino zraka, kar zahteva velike ventilatorje, velike kanale in velike hladilnike. To porablja energijo in prostor. Nasprotno pa ima tekočina približno 4000-krat večjo toplotno kapaciteto od zraka. Lahko absorbira enako količino toplote z delčkom prostornine. To pomeni, da je lahko industrijska klimatska naprava s tekočinskim hlajenjem manjša, tišja in energijsko učinkovitejša od enakovrednega sistema za hlajenje zraka. Ta članek bo preučil tehnične in ekonomske dejavnike, ki poganjajo sprejetje tekočinskega hlajenja v okoljih za shranjevanje z visoko gostoto. Zagotovili bomo tudi podrobne specifikacije za naše izdelke za industrijske klimatske naprave s tekočinskim hlajenjem iz naše tovarne v Ningbo Hicon Industry Co., Ltd.

Kazalo

• 1. Kaj je industrijska klimatska naprava s tekočinskim hlajenjem?
• 2. Zakaj skladiščenje visoke gostote zahteva tekoče hlajenje?
• 3. Kako se tekoče hlajenje primerja z zračnim hlajenjem glede energetske učinkovitosti?
• 4. Katere so različne konfiguracije tekočega hlajenja?
• 5. Katere so ključne specifikacije naše industrijske klimatske naprave s tekočinskim hlajenjem?
• 6. Kako tekoče hlajenje vpliva na zasnovo in razširljivost podatkovnega centra?
• 7. Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)
• 8. Zaključek

1. Kaj je industrijska klimatska naprava s tekočinskim hlajenjem?

Industrijska klimatska naprava s tekočim hlajenjem je hladilni sistem, ki uporablja tekoče hladilno sredstvo, običajno vodo ali mešanico vode in glikola, za absorbiranje toplote iz opreme, ki proizvaja toploto, in njeno prenašanje v sistem za odvajanje toplote. Za razliko od tradicionalnega sistema zračnega hlajenja, ki se zanaša na zrak za prenos toplote od opreme, sistem za hlajenje s tekočino uporablja vezje z zaprto ali odprto zanko za kroženje hladilne tekočine neposredno do vira toplote. Hladilno sredstvo absorbira toploto in jo odvaja v izmenjevalnik toplote, kjer se toplota prenese v sekundarni hladilni krog ali zavrne v ozračje. Ohlajeno hladilno sredstvo nato ponovno kroži nazaj v opremo. To hlajenje z neposrednim stikom je veliko bolj učinkovito kot zračno hlajenje, ker lahko tekočina absorbira toploto z veliko večjo hitrostjo.

Glavne komponente industrijske klimatske naprave za hlajenje s tekočino vključujejo enoto za distribucijo hladilne tekočine (CDU), črpalko, izmenjevalnik toplote, napeljave za hladilno tekočino in krmilni sistem. CDU je srce sistema. Upravlja pretok in temperaturo hladilne tekočine ter zagotavlja vmesnik med primarno hladilno zanko (ki je v stiku z opremo) in sekundarno hladilno zanko (ki odvaja toploto v okolje). Črpalka kroži hladilno tekočino skozi sistem. Toplotni izmenjevalnik prenaša toploto iz primarne zanke v sekundarno zanko. Cevi za hladilno tekočino povezujejo komponente in dovajajo hladilno tekočino do opreme. Nadzorni sistem spremlja in prilagaja pretok, temperaturo in tlak, da zagotovi optimalno delovanje. Spodnja tabela povzema ključne komponente in njihove funkcije.

priNingbo Hicon Industry Co., Ltd., naša tovarna proizvaja sisteme industrijskih klimatskih naprav s tekočinskim hlajenjem za shranjevanje z visoko gostoto. Ponujamo vrsto konfiguracij, od majhnih samostojnih enot do velikih centralnih sistemov. Naša inženirska ekipa tesno sodeluje s strankami pri oblikovanju hladilne rešitve, ki ustreza njihovim posebnim zahtevam.

2. Zakaj skladiščenje visoke gostote zahteva tekoče hlajenje?

Povpraševanje po tekočinskem hlajenju v sistemih za shranjevanje z visoko gostoto poganja neusmiljeno povečevanje gostote moči. V zadnjem desetletju se je količina proizvedene toplote na omaro močno povečala. Običajno stojalo v letu 2010 je morda proizvedlo 5 kilovatov toplote. Danes lahko skladiščni regal z visoko gostoto proizvede 30 kilovatov ali več. To povečanje je posledica uporabe zmogljivejših procesorjev, pomnilnika z večjo gostoto in več pomnilniških pogonov, pakiranih v isti fizični prostor. Zračno hlajenje, ki je bilo zasnovano za nižje gostote moči v preteklosti, ni več primerno za te sodobne sisteme. Zrak ne more dovolj hitro absorbirati toplote, ventilatorji, ki so potrebni za premikanje zraka, pa porabijo veliko energije.

Hlajenje s tekočino rešuje ta izziv z zagotavljanjem neposredne poti za toploto, da uide iz opreme. Namesto zanašanja na zrak za prenos toplote stran od procesorja in iz omare, tekočinsko hlajenje pripelje hladilno tekočino neposredno do vira toplote. To je lahko prek hladne plošče, nameščene na procesorju, ali s popolno potopitvijo komponent v dielektrično tekočino. V obeh primerih tekočina absorbira toploto in jo odvaja stran od opreme. Učinkovitost tega prenosa toplote je veliko večja kot pri zračnem hlajenju. Spodnja tabela primerja zmogljivost prenosa toplote zračnega in tekočinskega hlajenja.

V naši tovarni imamo bogate izkušnje pri načrtovanju in izdelavi industrijskih klimatskih naprav za tekočinsko hlajenje za skladiščenje z visoko gostoto. Naši sistemi so zasnovani za obvladovanje najzahtevnejših toplotnih obremenitev, hkrati pa ohranjajo visoko energetsko učinkovitost in zanesljivost. Z našimi strankami sodelujemo, da bi razumeli njihove specifične zahteve in zagotovili prilagojeno rešitev, ki ustreza njihovim potrebam.

3. Kako se tekoče hlajenje primerja z zračnim hlajenjem glede energetske učinkovitosti?

Energetska učinkovitost je eden najbolj prepričljivih razlogov za izbiro tekočinskega hlajenja namesto zračnega za sisteme za shranjevanje z visoko gostoto. Ventilatorji v sistemu zračnega hlajenja porabijo precejšnjo količino energije. V tipičnem podatkovnem centru lahko samo ventilatorji predstavljajo 10-20 % celotne porabe energije. Hladilniki, ki hladijo zrak, porabijo še več. Tekočinsko hlajenje odpravlja potrebo po večini teh ventilatorjev. Namesto tega uporablja črpalko za kroženje hladilne tekočine, ki porabi veliko manj energije kot primerljiv sistem za premikanje zraka. Rezultat je dramatično zmanjšanje energije, potrebne za hlajenje opreme.

Učinkovitost hladilnega sistema se pogosto meri z njegovim koeficientom učinkovitosti (COP), ki je razmerje med odvedeno toploto in porabljeno energijo. Višji COP pomeni učinkovitejši sistem. Sistemi za zračno hlajenje imajo običajno COP od 2 do 3. Sistemi s tekočinskim hlajenjem lahko dosežejo COP od 5 do 10 ali več, odvisno od zasnove in pogojev delovanja. To pomeni, da lahko sistem za hlajenje s tekočino odstrani enako količino toplote z uporabo polovice energije kot sistem za hlajenje z zrakom. Spodnja tabela primerja energetsko učinkovitost zračnega hlajenja in hlajenja s tekočino za tipično aplikacijo za shranjevanje z visoko gostoto.

V podjetju Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. so naši sistemi industrijskih klimatskih naprav s tekočinskim hlajenjem zasnovani za največjo energetsko učinkovitost. Uporabljamo visoko učinkovite črpalke, optimizirane toplotne izmenjevalnike in inteligentne krmilne sisteme, ki prilagajajo hladilno zmogljivost dejanski obremenitvi. To zagotavlja, da naši sistemi delujejo z največjo učinkovitostjo tudi v pogojih delne obremenitve. Naša tovarna je zavezana pomagati našim strankam zmanjšati porabo energije in obratovalne stroške.

4. Katere so različne konfiguracije tekočega hlajenja?

Obstaja več različnih konfiguracij tekočinskega hlajenja za sisteme za shranjevanje z visoko gostoto. Najpogostejši so hlajenje s hladno ploščo, potopno hlajenje in toplotni izmenjevalniki na zadnjih vratih. Vsaka konfiguracija ima svoje prednosti in slabosti, izbira pa je odvisna od posebnih zahtev aplikacije. Hlajenje s hladno ploščo je najpogostejša konfiguracija za shranjevanje z visoko gostoto. V tej konfiguraciji je hladna plošča nameščena neposredno na komponente, ki proizvajajo toploto, kot so procesorji in pomnilniški moduli. Hladilno sredstvo teče skozi hladno ploščo in absorbira toploto. Hlajenje s hladno ploščo je zelo učinkovito in ga je mogoče naknadno vgraditi v obstoječo opremo. Potopno hlajenje vključuje potopitev celotnega strežnika ali enote za shranjevanje v rezervoar z dielektričnim hladilnim sredstvom. Hladilno sredstvo absorbira toploto neposredno iz komponent. Potopno hlajenje je najučinkovitejša konfiguracija, vendar zahteva popolno prenovo opreme in podatkovnega centra. Toplotni izmenjevalniki na zadnjih vratih so nameščeni na zadnji strani omare in uporabljajo tekočinsko hlajeno tuljavo za hlajenje zraka, ko izstopa iz omare. Ta konfiguracija je manj učinkovita od hladne plošče ali potopnega hlajenja, vendar jo je lažje naknadno vgraditi.

Spodnja tabela primerja različne konfiguracije tekočinskega hlajenja.

V naši tovarni ponujamo sisteme industrijskih klimatskih naprav s tekočinskim hlajenjem v vseh teh konfiguracijah. Naša ekipa inženirjev vam lahko pomaga izbrati pravo konfiguracijo za vašo specifično aplikacijo. Ponujamo tudi dizajne po meri za edinstvene zahteve.

5. Katere so ključne specifikacije naše industrijske klimatske naprave s tekočinskim hlajenjem?

Spodnja tabela vsebuje povzetek ključnih specifikacij za naše izdelke za industrijske klimatske naprave s tekočinskim hlajenjem.

Naša tovarna v Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. ima strokovno znanje in opremo za proizvodnjo sistemov industrijskih klimatskih naprav s tekočinskim hlajenjem, ki izpolnjujejo te specifikacije. Sistem lahko prilagodimo vašim posebnim zahtevam, vključno s hladilno zmogljivostjo, vrsto hladilne tekočine, stopnjo redundance in nadzornim sistemom. Nudimo tudi celovito tehnično podporo in poprodajne storitve.

6. Kako tekoče hlajenje vpliva na zasnovo in razširljivost podatkovnega centra?

Sprejetje tekočega hlajenja močno vpliva na zasnovo in razširljivost podatkovnega centra. Tradicionalni zračno hlajeni podatkovni centri so zasnovani okoli gibanja zraka. Imajo dvignjena tla, tople in hladne hodnike ter velike klimatske naprave. Te konstrukcijske značilnosti porabijo prostor in omejujejo največjo gostoto moči, ki jo je mogoče doseči. Tekočinsko hlajenje odpravlja potrebo po številnih teh funkcijah. Omogoča večjo gostoto moči, manjše odtise in bolj prilagodljive postavitve. To je še posebej pomembno za sisteme za shranjevanje z visoko gostoto, kjer je zmožnost povečanja brez povečanja fizičnega odtisa velika prednost.

Tekočinsko hlajenje omogoča tudi uporabo hladilnih sredstev z višjo temperaturo, ki jih je mogoče ohladiti z zunanjim zrakom ali hlajenjem z izhlapevanjem v mnogih podnebjih. To zmanjša odvisnost od energetsko intenzivnih hladilnikov in lahko znatno zmanjša učinkovitost porabe energije (PUE) podatkovnega centra. Nižji PUE pomeni, da se več energije, ki jo porabi podatkovni center, porabi za računalništvo in manj za hlajenje. Spodnja tabela povzema vpliv tekočinskega hlajenja na ključne parametre zasnove podatkovnega centra.

V naši tovarni sodelujemo z načrtovalci podatkovnih centrov in operaterji, da bi integrirali tekočinsko hlajenje v njihove objekte. Nudimo tehnično podporo in svetovanje pri načrtovanju hladilnega sistema, izbiri komponent in integraciji z obstoječo infrastrukturo. Naš cilj je pomagati našim strankam doseči najvišjo raven učinkovitosti in razširljivosti v njihovih sistemih za shranjevanje z visoko gostoto.

7. Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)

Vprašanje 1: Ali je tekočinsko hlajenje varno za elektronsko opremo?

Odgovor: Da, tekočinsko hlajenje je varno za elektronsko opremo, če je pravilno zasnovano in nameščeno. Hladilna tekočina je v zaprtem sistemu in ne pride v stik z elektronskimi komponentami, razen če pride do puščanja. Pri hlajenju s hladno ploščo hladilno sredstvo teče skozi hladno ploščo, ki je nameščena na komponento, sama komponenta pa ostane suha. Pri potopnem hlajenju so komponente potopljene v dielektrično tekočino, ki je posebej oblikovana tako, da je neprevodna in varna za elektroniko. Sodobni sistemi za hlajenje s tekočino vključujejo funkcije za odkrivanje puščanja in redundanco, ki zagotavljajo varno delovanje.

2. vprašanje: Kakšna je razlika med hlajenjem s hladno ploščo in hlajenjem s potopom?

Odgovor: Hlajenje s hladno ploščo uporablja hladno ploščo, nameščeno na komponente, ki proizvajajo toploto. Hladilno sredstvo teče skozi hladno ploščo in absorbira toploto. Potopno hlajenje vključuje potopitev celotnega strežnika ali enote za shranjevanje v rezervoar z dielektričnim hladilnim sredstvom. Potopno hlajenje je učinkovitejše, ker je hladilno sredstvo v neposrednem stiku z vsemi komponentami, vendar zahteva popolno prenovo opreme in podatkovnega centra. Hlajenje s hladno ploščo je pogostejše, ker ga je mogoče naknadno vgraditi v obstoječo opremo.

Vprašanje 3: Ali je mogoče tekoče hlajenje naknadno vgraditi v obstoječe podatkovne centre?

Odgovor: Da, tekočinsko hlajenje je mogoče naknadno vgraditi v obstoječe podatkovne centre, zlasti hlajenje s hladnimi ploščami in toplotne izmenjevalnike na zadnjih vratih. Te konfiguracije so zasnovane za delo z obstoječimi omarami in strežniki. Postopek naknadne vgradnje vključuje namestitev enote za distribucijo hladilne tekočine, cevi hladilne tekočine in hladnih plošč ali toplotnih izmenjevalnikov na zadnjih vratih. Morda bodo potrebne tudi nadgradnje napajalne in hladilne infrastrukture. V Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. lahko zagotovimo rešitev za naknadno vgradnjo na ključ, ki zmanjša motnje v vašem delovanju.

Vprašanje 4: Kakšno je običajno vzdrževanje, potrebno za sistem za hlajenje s tekočino?

Odgovor: Vzdrževalne zahteve za sistem za hlajenje s tekočino so na splošno nižje kot za sistem za hlajenje z zrakom. Glavne vzdrževalne naloge so preverjanje nivoja in kakovosti hladilne tekočine, preverjanje puščanja ter testiranje črpalk in krmilnega sistema. Morda bo treba občasno zamenjati hladilno tekočino, odvisno od vrste in pogojev delovanja. Črpalke in toplotni izmenjevalniki bodo morda zahtevali čiščenje ali servisiranje. Ponujamo celovit načrt vzdrževanja naših sistemov in nudimo servisne pogodbe, da zagotovimo zanesljivo delovanje vašega sistema.

Vprašanje 5: Kakšna je vračilna doba za tekočinski hladilni sistem?

Odgovor: Povračilna doba za sistem tekočinskega hlajenja je odvisna od specifične uporabe in lokalnih stroškov energije. Na splošno velja, da večja kot je gostota moči in višji stroški energije, krajša je doba povračila. Za sistem za shranjevanje visoke gostote z gostoto moči 30 kW na omaro so lahko prihranki energije zaradi tekočinskega hlajenja precejšnji, kar pogosto povzroči vračilno dobo od 2 do 4 let. Naša inženirska ekipa lahko zagotovi podrobno analizo stroškov in koristi za vašo specifično aplikacijo.

8. Zaključek

Industrijska klimatska naprava s tekočinskim hlajenjem je prihodnost za sisteme za shranjevanje z visoko gostoto, ker obravnava temeljne omejitve zračnega hlajenja. Zrak ne more dovolj hitro absorbirati toplote ali je prenašati dovolj učinkovito, da bi dohajal vse večjo gostoto moči sodobne opreme za shranjevanje. Tekočinsko hlajenje s svojo vrhunsko toplotno zmogljivostjo in toplotno prevodnostjo zagotavlja neposredno pot za toploto, da uide iz opreme, kar omogoča večjo gostoto moči, manjšo porabo energije in večjo razširljivost. V Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. je naša tovarna v ospredju te tehnologije. Načrtujemo in izdelujemo sisteme industrijskih klimatskih naprav s tekočinskim hlajenjem, ki izpolnjujejo najzahtevnejše zahteve aplikacij za shranjevanje z visoko gostoto.

Ne glede na to, ali gradite nov podatkovni center ali nadgrajujete obstoječega, vas vabimo, da stopite v stik z našo tehnično ekipo, da se pogovorimo o vaših zahtevah glede hlajenja. Zagotovimo lahko podrobne specifikacije izdelka, načrtovanje sistema in podporo za aplikacije. Zaradi naše predanosti kakovosti in inovativnosti smo postali zaupanja vreden partner za operaterje podatkovnih centrov po vsem svetu.

Obrnite se na Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. še danesda razpravljamo o vaših zahtevah za industrijsko klimatsko napravo za hlajenje s tekočino in odkrijemo, kako lahko naši sistemi izboljšajo učinkovitost in razširljivost vaših sistemov za shranjevanje z visoko gostoto.