Cập nhật kiến thức về làm mát cho data center của bạn

Ngành công nghiệp data center dần chuyển hướng sang cải thiện hiệu quả năng lượng hơn, hãy làm mới kiến thức của bạn về công nghệ và phương pháp làm mát đang hiện có.

Vấn đề quản lý, sử dụng hiệu quả năng lượng và làm mát là những công việc rất phức tạp – nhưng cần thiết – của việc bảo trì, vận hành hệ thống trung tâm dữ liệu. Trong nỗ lực để đạt được mức độ sử dụng năng lượng và hiệu quả tối ưu, các nhà cung cấp và hiệp hội ngành công nghiệp data center đã thực hiện nhiều nghiên cứu để phát triển phần cứng, kỹ thuật thiết kế trung tâm dữ liệu và kinh nghiệm thực tiễn tốt nhất cho việc này.

Các đơn vị có thể triển khai công nghệ làm mát data center trong một trung tâm dữ liệu mới ngay từ đầu, hoặc họ có thể thêm nó vào một trung tâm dữ liệu hiện có để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng khi hệ thống rộng mở. Việc tiếp theo là xác định các tùy chọn phần cứng và thiết lập để cải thiện việc sử dụng năng lượng có hiệu quả.

Phòng máy lạnh

Hệ thống thiết bị này duy trì, phân phối và giám sát không khí, nhiệt độ và độ ẩm trong trung tâm dữ liệu. Các đơn vị điều hòa không khí trong phòng máy chủ, hay gọi là CRAC (Computer room air-conditioning), thường thay thế các đơn vị điều hòa không khí cũ để làm mát phần cứng trung tâm dữ liệu.

Cách tiếp cận sử dụng hệ thống CRAC này hiện nay rất phổ biến. Chúng làm mát không khí đi vào và thoát ra qua một hệ thống làm lạnh đặt ở tầng cao hơn. Điều này hình thành các lối đi lạnh chảy qua tủ rack và thu nhiệt trước khi thoát ra khỏi mặt sau của tủ rack.

Làm mát bằng chất lỏng

Được coi là một công nghệ làm mát trung tâm dữ liệu tiên tiến hơn, làm mát bằng chất lỏng là kỹ thuật nhận chìm phần cứng trong chất lỏng điện môi. Chất lỏng này dẫn nhiệt tốt, vận dụng sự hấp thu và sự làm mát qua bay hơi (evaporation) để thu nhiệt từ hệ thống đang xử lý.

Làm mát bằng chất lỏng sử dụng điện ít hơn 99% so với các phương pháp làm mát trung tâm dữ liệu truyền thống, nhưng nó có thể chứng minh được chi phí rẻ hơn, vì lượng chất lỏng cần thiết là rất ít. Hầu hết các hệ thống là sự kết hợp của máy bơm, bộ tản nhiệt bên ngoài và kỹ thuật làm mát bay hơi.

Các hệ thống bồn hở, bao gồm các bồn chứa hoàn toàn phần cứng trong chất lỏng làm mát điện môi, là cách rẻ nhất để lắp đặt làm mát chất lỏng và cung cấp các lợi ích như vận hành gần như im lặng, giảm lưu lượng khí và giảm bụi trong trung tâm dữ liệu.

Lối đi nóng / lạnh

Kiểu thiết lập này của việc làm mát trung tâm dữ liệu thường được thực hiện trong giai đoạn thiết kế. Một lối đi nóng / lạnh trong việc bố trí đặt các tủ rack trong khu vực làm sao để có lợi cho luồng không khí được thổi đi hiệu quả hơn, tạo ra một hệ thống làm mát / sưởi hình thành một vòng lặp phản hồi.

Concept thiết kế phải đối mặt với không khí lạnh hút một hướng và khí nóng thoát ra theo hướng khác. Hầu hết các trung tâm dữ liệu đều có lối đi lạnh trước đầu ra của điều hòa không khí và đưa các lối đi nóng vào cửa vào của ống dẫn điều hòa không khí.

Hệ thống ngăn chặn là một thành phần khác của thiết kế lối đi nóng / lạnh. Chúng ngăn chặn nhiệt độ không khí khác nhau trộn lẫn vào nhau. Các hệ thống ngăn chặn ban đầu chỉ là tấm mica hoặc lớp phủ vinyl; Các data center ngày nay thường sử dụng hệ thống điều khiển tinh vi và các quạt thổi có thể thay đổi tốc độ để ngăn chặn không khí nóng và lạnh trộn lẫn.

Làm mát miễn phí

Một cách khác để giải quyết nhiệt độ không khí là làm mát miễn phí . Nó sử dụng không khí lạnh tự nhiên hoặc nước trái ngược với làm lạnh cơ học. Các hệ thống này lọc, làm ẩm và bơm trong nguồn làm mát; Chúng còn được gọi là hệ thống tiết kiệm. Tất nhiên, điều này có nghĩa là các đơn vị phải xây dựng trung tâm dữ liệu ở một vị trí hoặc ở độ cao nơi có không khí hoặc nước được làm mát tự nhiên.

Một số trung tâm dữ liệu lấy nước lạnh từ các hồ, sông hoặc đại dương gần đó thay vì sử dụng điện lạnh và máy làm lạnh để làm mát nước. Các cơ sở như vậy bao gồm trung tâm dữ liệu Stavanger của Green Mountain ở Rogaland, Na Uy và trung tâm dữ liệu nổi của Nautilus Data Technologies ở Vallejo, Calif.

Khi sử dụng các hệ thống này, các data center có thể kéo dài vòng đời của các hệ thống làm mát trung tâm dữ liệu khác của họ, điều này giúp giảm chi phí bảo trì và tiêu thụ năng lượng chung cho toàn bộ trung tâm dữ liệu.

Công nghệ làm mát adiabatic cooling

Phương pháp làm mát trung tâm dữ liệu adiabatic cooling giải quyết áp suất không khí trong trung tâm dữ liệu. Nó sử dụng các thiết bị làm mát bay hơi để đẩy không khí ấm qua các miếng đệm ẩm, làm lạnh không khí và đưa nó vào cơ sở.

Kỹ thuật này dựa trên các định luật nhiệt động lực học rằng không khí nóng ít đậm đặc hơn và sẽ tăng lên trên các khu vực không khí lạnh, dày đặc hơn. Adiabatic cooling cho phép các tổ chức làm mát không khí hiệu quả và kiểm soát nhiệt độ thông qua điều chỉnh luồng khí để tiết kiệm chi phí điện; các thiết bị làm mát này có thể tiết kiệm hơn 40% trong sử dụng điện.

Một số cơ sở cũng thực hiện sưởi ấm đáng tin cậy , đó là một cách hiệu quả năng lượng để kết hợp độ ẩm vào trung tâm dữ liệu. Các loại phổ biến bao gồm bay hơi, siêu âm và nguyên tử hóa, mỗi loại sử dụng các thiết bị cần thiết khác nhau.

____
Bài viết liên quan