Почему промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением — это будущее систем хранения данных высокой плотности?

В современном центре обработки данных одна стойка серверов хранения высокой плотности может генерировать 30 киловатт тепла — достаточно, чтобы обогреть небольшой дом зимой. Умножьте это на 100 стоек в одном зале, и тепловая нагрузка достигнет 3 мегаватт. Традиционные системы воздушного охлаждения, которые полагаются на перемещение больших объемов воздуха через серверное помещение, с трудом справляются с этой задачей. Сам воздух становится узким местом. Он не может поглощать тепло достаточно быстро, а вентиляторы, необходимые для его перемещения, потребляют огромное количество энергии. Вот почемуПромышленный кондиционерпереживает фундаментальную трансформацию. Жидкостное охлаждение, которое когда-то применялось только в суперкомпьютерах, теперь применяется в массовых системах хранения данных высокой плотности. Причина проста: жидкость может поглощать и переносить тепло гораздо эффективнее, чем воздух.

На вопрос, почему промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением — это будущее систем хранения данных высокой плотности, отвечают ограничения воздушного охлаждения. Воздух имеет низкую теплоемкость и низкую теплопроводность. Чтобы отвести тепло от плотной серверной стойки, необходимо перемещать большой объем воздуха, для чего требуются большие вентиляторы, большие воздуховоды и большие чиллеры. Это потребляет энергию и пространство. Жидкость, напротив, имеет теплоемкость примерно в 4000 раз больше, чем воздух. Он может поглотить такое же количество тепла, занимая долю объема. Это означает, что промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением может быть меньше, тише и более энергоэффективным, чем эквивалентная система воздушного охлаждения. В этой статье будут рассмотрены технические и экономические факторы, которые способствуют внедрению жидкостного охлаждения в средах хранения данных с высокой плотностью хранения данных. Мы также предоставим подробные спецификации для наших промышленных кондиционеров с жидкостным охлаждением, производимых на нашем заводе в Нинбо Хикон Индустрия Лтд.

Оглавление

• 1. Что такое промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением?
• 2. Почему хранилища высокой плотности требуют жидкостного охлаждения?
• 3. Насколько жидкостное охлаждение отличается от воздушного охлаждения по энергоэффективности?
• 4. Каковы различные конфигурации жидкостного охлаждения?
• 5. Каковы основные характеристики нашего промышленного кондиционера с жидкостным охлаждением?
• 6. Как жидкостное охлаждение влияет на проектирование и масштабируемость центра обработки данных?
• 7. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
• 8. Заключение

1. Что такое промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением?

Промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением — это система охлаждения, в которой используется жидкий хладагент, обычно вода или смесь воды и гликоля, для поглощения тепла от тепловыделяющего оборудования и передачи его в систему отвода тепла. В отличие от традиционной системы воздушного охлаждения, которая использует воздух для отвода тепла от оборудования, система жидкостного охлаждения использует замкнутый или разомкнутый контур для циркуляции охлаждающей жидкости непосредственно к источнику тепла. Охлаждающая жидкость поглощает тепло и переносит его в теплообменник, где тепло передается во вторичный контур охлаждения или выбрасывается в атмосферу. Охлажденная охлаждающая жидкость затем возвращается обратно в оборудование. Такое охлаждение при прямом контакте гораздо более эффективно, чем воздушное охлаждение, поскольку жидкость может поглощать тепло с гораздо большей скоростью.

Основные компоненты промышленного кондиционера с жидкостным охлаждением включают блок распределения охлаждающей жидкости (CDU), насос, теплообменник, линии охлаждающей жидкости и систему управления. ХДС – сердце системы. Он управляет потоком и температурой охлаждающей жидкости и обеспечивает интерфейс между основным контуром охлаждения (который контактирует с оборудованием) и вторичным контуром охлаждения (который отводит тепло в окружающую среду). Насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по системе. Теплообменник передает тепло из первичного контура во вторичный контур. Линии охлаждающей жидкости соединяют компоненты и доставляют охлаждающую жидкость к оборудованию. Система управления контролирует и регулирует скорость потока, температуру и давление для обеспечения оптимальной производительности. В таблице ниже приведены ключевые компоненты и их функции.

ВНинбо Хикон Индустрия Лтд.Наш завод производит промышленные системы кондиционирования воздуха с жидкостным охлаждением для систем хранения с высокой плотностью хранения. Мы предлагаем широкий спектр конфигураций: от небольших автономных блоков до крупных централизованных систем. Наша команда инженеров тесно сотрудничает с клиентами для разработки решения по охлаждению, отвечающего их конкретным требованиям.

2. Почему хранилища высокой плотности требуют жидкостного охлаждения?

Спрос на жидкостное охлаждение в системах хранения данных высокой плотности обусловлен неустанным увеличением удельной мощности. За последнее десятилетие количество тепла, выделяемого на стойку, резко возросло. Типичная стойка в 2010 году могла генерировать 5 киловатт тепла. Сегодня стойка хранения высокой плотности может генерировать 30 киловатт и более. Это увеличение связано с использованием более мощных процессоров, памяти более высокой плотности и большего количества накопителей, размещенных в одном физическом пространстве. Воздушное охлаждение, которое раньше было разработано для более низкой удельной мощности, больше не подходит для этих современных систем. Воздух не может поглощать тепло достаточно быстро, а вентиляторы, необходимые для перемещения воздуха, потребляют значительное количество энергии.

Жидкостное охлаждение решает эту проблему, обеспечивая прямой путь отвода тепла от оборудования. Вместо того, чтобы полагаться на воздух для отвода тепла от процессора и стойки, жидкостное охлаждение подает охлаждающую жидкость непосредственно к источнику тепла. Это может быть осуществлено с помощью холодной пластины, установленной на процессоре, или путем полного погружения компонентов в диэлектрическую жидкость. В любом случае тепло поглощается жидкостью и отводится от оборудования. Эффективность такой теплопередачи намного выше, чем при воздушном охлаждении. В таблице ниже сравниваются возможности теплопередачи воздушного и жидкостного охлаждения.

На нашем заводе мы имеем большой опыт проектирования и производства промышленных систем кондиционирования воздуха с жидкостным охлаждением для хранения с высокой плотностью хранения. Наши системы спроектированы так, чтобы выдерживать самые высокие тепловые нагрузки, сохраняя при этом высокую энергоэффективность и надежность. Мы работаем с нашими клиентами, чтобы понять их конкретные требования и предоставить индивидуальное решение, отвечающее их потребностям.

3. Насколько жидкостное охлаждение отличается от воздушного охлаждения по энергоэффективности?

Энергоэффективность — одна из наиболее веских причин выбирать жидкостное охлаждение вместо воздушного охлаждения для систем хранения данных высокой плотности. Вентиляторы системы воздушного охлаждения потребляют значительное количество энергии. В типичном центре обработки данных одни только вентиляторы могут составлять 10-20% от общего энергопотребления. Чиллеры, охлаждающие воздух, потребляют еще больше. Жидкостное охлаждение устраняет необходимость в большинстве этих вентиляторов. Вместо этого для циркуляции охлаждающей жидкости используется насос, который потребляет гораздо меньше энергии, чем сопоставимая система подачи воздуха. Результатом является резкое сокращение энергии, необходимой для охлаждения оборудования.

Эффективность системы охлаждения часто измеряется ее коэффициентом производительности (COP), который представляет собой отношение отводимого тепла к потребляемой энергии. Более высокий COP указывает на более эффективную систему. Системы воздушного охлаждения обычно имеют КПД от 2 до 3. Системы жидкостного охлаждения могут достигать КПД от 5 до 10 и более, в зависимости от конструкции и условий эксплуатации. Это означает, что система жидкостного охлаждения может отводить такое же количество тепла, используя половину энергии системы воздушного охлаждения. В таблице ниже сравнивается энергоэффективность воздушного и жидкостного охлаждения для типичного хранилища высокой плотности.

В компании Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. наши системы промышленных кондиционеров с жидкостным охлаждением разработаны с учетом максимальной энергоэффективности. Мы используем высокоэффективные насосы, оптимизированные теплообменники и интеллектуальные системы управления, которые регулируют мощность охлаждения в соответствии с фактической нагрузкой. Это гарантирует, что наши системы работают с максимальной эффективностью даже в условиях частичной нагрузки. Наш завод стремится помочь нашим клиентам снизить потребление энергии и эксплуатационные расходы.

4. Каковы различные конфигурации жидкостного охлаждения?

Существует несколько различных конфигураций жидкостного охлаждения для систем хранения данных высокой плотности. Наиболее распространенными являются пластинчатое охлаждение, погружное охлаждение и теплообменники с задней дверцей. Каждая конфигурация имеет свои преимущества и недостатки, а выбор зависит от конкретных требований приложения. Охлаждение холодными пластинами является наиболее распространенной конфигурацией для хранения данных с высокой плотностью хранения. В этой конфигурации охлаждающая пластина устанавливается непосредственно на тепловыделяющие компоненты, такие как процессоры и модули памяти. Охлаждающая жидкость проходит через холодную пластину и поглощает тепло. Охлаждение холодными пластинами высокоэффективно и может быть модернизировано для существующего оборудования. Иммерсионное охлаждение предполагает погружение всего сервера или устройства хранения в резервуар с диэлектрической охлаждающей жидкостью. Охлаждающая жидкость поглощает тепло непосредственно от компонентов. Погружное охлаждение — наиболее эффективная конфигурация, но она требует полной перепроектировки оборудования и дата-центра. Теплообменники с задней дверцей устанавливаются на задней части стойки и используют змеевик с жидкостным охлаждением для охлаждения воздуха на выходе из стойки. Эта конфигурация менее эффективна, чем холодная пластина или иммерсионное охлаждение, но ее легче модернизировать.

В таблице ниже сравниваются различные конфигурации жидкостного охлаждения.

На нашем заводе мы предлагаем промышленные системы кондиционирования воздуха с жидкостным охлаждением во всех этих конфигурациях. Наша команда инженеров может помочь вам выбрать правильную конфигурацию для вашего конкретного применения. Мы также предоставляем индивидуальные проекты для уникальных требований.

5. Каковы основные характеристики нашего промышленного кондиционера с жидкостным охлаждением?

В таблице ниже представлены основные характеристики наших промышленных кондиционеров с жидкостным охлаждением.

Наш завод Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. обладает опытом и оборудованием для производства систем промышленного кондиционирования воздуха с жидкостным охлаждением, соответствующих этим спецификациям. Мы можем настроить систему в соответствии с вашими конкретными требованиями, включая мощность охлаждения, тип охлаждающей жидкости, уровень резервирования и систему управления. Мы также обеспечиваем комплексную техническую поддержку и послепродажное обслуживание.

6. Как жидкостное охлаждение влияет на проектирование и масштабируемость центра обработки данных?

Внедрение жидкостного охлаждения оказывает глубокое влияние на проектирование и масштабируемость центров обработки данных. Традиционные центры обработки данных с воздушным охлаждением спроектированы с учетом движения воздуха. Они имеют фальшполы, горячие и холодные коридоры, а также большие вентиляционные установки. Эти конструктивные особенности занимают пространство и ограничивают максимальную достижимую плотность мощности. Жидкостное охлаждение устраняет необходимость во многих из этих функций. Это обеспечивает более высокую плотность мощности, меньшую занимаемую площадь и более гибкую компоновку. Это особенно важно для систем хранения данных высокой плотности, где возможность масштабирования без увеличения физической площади является основным преимуществом.

Жидкостное охлаждение также позволяет использовать охлаждающие жидкости с более высокой температурой, которые во многих климатических условиях можно охлаждать с помощью окружающего воздуха или испарительного охлаждения. Это снижает зависимость от энергоемких чиллеров и может значительно снизить эффективность использования энергии (PUE) центра обработки данных. Более низкий PUE означает, что большая часть энергии, потребляемой центром обработки данных, используется для вычислений, а меньшая — для охлаждения. В таблице ниже обобщено влияние жидкостного охлаждения на ключевые параметры конструкции центра обработки данных.

На нашем заводе мы работаем с проектировщиками и операторами центров обработки данных над интеграцией жидкостного охлаждения в их объекты. Мы предоставляем техническую поддержку и рекомендации по проектированию системы охлаждения, выбору компонентов и интеграции с существующей инфраструктурой. Наша цель — помочь нашим клиентам достичь высочайшего уровня эффективности и масштабируемости в их системах хранения данных высокой плотности.

7. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1. Безопасно ли жидкостное охлаждение для электронного оборудования?

Ответ: Да, жидкостное охлаждение безопасно для электронного оборудования, если оно правильно спроектировано и установлено. Охлаждающая жидкость содержится в герметичной системе и не контактирует с электронными компонентами, если нет утечки. При охлаждении холодной пластиной охлаждающая жидкость протекает через холодную пластину, установленную на компоненте, а сам компонент остается сухим. При иммерсионном охлаждении компоненты погружаются в диэлектрическую жидкость, которая специально разработана так, чтобы быть непроводящей и безопасной для электроники. Современные системы жидкостного охлаждения включают функции обнаружения утечек и резервирования для обеспечения безопасной работы.

Вопрос 2: В чем разница между охлаждением холодной пластиной и иммерсионным охлаждением?

Ответ: При охлаждении холодной пластиной используется холодная пластина, установленная на тепловыделяющих компонентах. Охлаждающая жидкость проходит через холодную пластину и поглощает тепло. Иммерсионное охлаждение предполагает погружение всего сервера или устройства хранения в резервуар с диэлектрической охлаждающей жидкостью. Иммерсионное охлаждение более эффективно, поскольку охлаждающая жидкость напрямую контактирует со всеми компонентами, но требует полной перепроектировки оборудования и центра обработки данных. Охлаждение холодными пластинами более распространено, поскольку его можно дооснастить существующим оборудованием.

Вопрос 3. Можно ли модернизировать жидкостное охлаждение в существующих центрах обработки данных?

Ответ: Да, жидкостное охлаждение можно модернизировать в существующих центрах обработки данных, особенно охлаждение пластинами и теплообменники на задней двери. Эти конфигурации предназначены для работы с существующими стойками и серверами. Процесс модернизации включает установку блока распределения охлаждающей жидкости, магистралей охлаждающей жидкости и охлаждающих пластин или теплообменников задней двери. Также может потребоваться модернизация инфраструктуры электропитания и охлаждения. В Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. мы можем предоставить решение по модернизации «под ключ», которое сведет к минимуму сбои в вашей работе.

Вопрос 4. Какое типичное обслуживание требуется для системы жидкостного охлаждения?

Ответ: Требования к техническому обслуживанию системы жидкостного охлаждения, как правило, ниже, чем системы воздушного охлаждения. Основными задачами технического обслуживания являются проверка уровня и качества охлаждающей жидкости, проверка герметичности, проверка насосов и системы управления. В зависимости от типа и условий эксплуатации может потребоваться периодическая замена охлаждающей жидкости. Насосы и теплообменники могут нуждаться в чистке или обслуживании. Мы предоставляем комплексный график технического обслуживания наших систем и предлагаем контракты на обслуживание, чтобы гарантировать надежную работу вашей системы.

Вопрос 5: Каков срок окупаемости системы жидкостного охлаждения?

Ответ: Срок окупаемости системы жидкостного охлаждения зависит от конкретного применения и местных затрат на электроэнергию. В целом, чем выше плотность мощности и выше затраты на электроэнергию, тем короче период окупаемости. Для системы хранения данных высокой плотности с удельной мощностью 30 кВт на стойку экономия энергии за счет жидкостного охлаждения может быть значительной, что часто приводит к периоду окупаемости от 2 до 4 лет. Наша команда инженеров может предоставить подробный анализ затрат и выгод для вашего конкретного применения.

8. Заключение

Промышленный кондиционер с жидкостным охлаждением — это будущее систем хранения данных высокой плотности, поскольку он устраняет фундаментальные ограничения воздушного охлаждения. Воздух не может поглощать тепло достаточно быстро или переносить его достаточно эффективно, чтобы справиться с растущей плотностью мощности современного оборудования хранения. Жидкостное охлаждение, обладающее превосходной теплоемкостью и теплопроводностью, обеспечивает прямой путь отвода тепла от оборудования, обеспечивая более высокую плотность мощности, более низкое энергопотребление и большую масштабируемость. Наша фабрика в Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. находится в авангарде этой технологии. Мы разрабатываем и производим системы промышленных кондиционеров с жидкостным охлаждением, которые отвечают самым строгим требованиям систем хранения данных с высокой плотностью хранения.

Независимо от того, строите ли вы новый центр обработки данных или модернизируете существующий, мы приглашаем вас связаться с нашей технической командой, чтобы обсудить ваши требования к охлаждению. Мы можем предоставить подробные спецификации продукта, дизайн системы и поддержку приложений. Наша приверженность качеству и инновациям сделала нас надежным партнером для операторов центров обработки данных по всему миру.

Свяжитесь с Ningbo Hicon Industry Co., Ltd. сегоднячтобы обсудить ваши требования к промышленному кондиционеру с жидкостным охлаждением и узнать, как наши системы могут повысить эффективность и масштабируемость ваших систем хранения данных высокой плотности.