目前,市场对于高级计算能力的需求逐年上升,系统设备性能越强大,产生的热量也就随之越多。随着对数据中心的需求日益增长,对冷却设备的要求也就越来越高。
  将功率大的设备尽可能集中的放在一起,占地空间小,利用率高,这才是降低设备成本与规模的关键。在这样做的过程中,数据中心增加这些系统的功率密度,导致这些系统拥有更高的功率,产生更多的单位的热量。
  数据中心除了增加电力成本之外,业主们还担心数据中心对于环境的影响,包括碳排放以及其对当地发电厂、用水的影响。 虽然电力成本和用水情况可能因地区而异,但业主都考虑如何降低运营费用,并在寻找比起十年前能够更少的利用电力与水的节能方式,以及替代电力更高效的传输数据的方式。
  为了确保这些系统设备运行处于最佳状态,不导致它们过热,冷却系统的发展必须与时俱进。为了保持业务的盈利,数据中心必须平衡先进的、强大的技术与运行这种计算系统的成本的优势。很明显,这个行业已经不再像过去几十年那样继续发展下去了——随着需求的增长,不断地建立越来越大的数据中心。他们必须找到有效地消除热量的方法,而不需要显著地增加运行数据中心的成本。
冷却
  一、高效绝热冷却:
  所有的冷却设备都必须拒绝热量进入大气,大多数设计师使用的是蒸发或空气冷却设备。使用蒸发冷凝器(冷却塔)的设备比空气冷却更节能,但它们在使用期间,需要用到大量的水,需要昂贵的维护费用和化学处理。数据中心每年可以轻易地使用掉数百万加仑的水。
  备注:蒸发冷凝器(冷却塔):是制冷系统中的主要换热设备,它的作用原理是:制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体,经过蒸发式冷凝器中的冷凝排管,使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。即气态制冷剂由上口进入排管后,自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。配套引风机的超强风力使喷淋水完全均匀地覆盖在盘管表面,水借风势,极大的提高了换热效果。温度升高的喷淋水由部分变为气态,利用水的汽化潜热由风势带走大量的热量,热气中的水滴被高效脱水器截住,与其余吸收了热量的水,散落到PVC淋水片热交换层中,被流过的空气冷却,温度降低,进入水箱,再经循环水泵继续循环。蒸发到空气中的水分由水位调节器自动补充。
  换热管采用多种形式,常用的有碳钢热浸锌管(又分圆管和椭圆管)、铝合金管、不锈钢管(又分314/316圆管、波接管 );其中碳钢热浸锌型蒸发式冷凝器为最早开始使用的产品且占有国内大部分的用户,主要用于高压气体冷凝、冷却,适用压力范围在0~30MPa;铝合金型蒸发式冷凝器为新型节能型新一代产品适用于冰机制冷剂冷凝,适用压力范围在0~5MPa;不锈钢管蒸发式冷凝器主要用在一些化工厂的腐蚀性气体冷却及冷凝工艺中。
  制冷蒸发式冷凝器的外壳一般用镀锌板喷塑,后因不耐腐蚀,逐渐采用了镀铝锌板喷塑,市场上最新使用的是镀铝镁锌板,这种板材有不锈钢的特点,不生锈,外观好看,易加工。
  当室外温度很低时,空气冷却设备运转良好,但是在高温季节,它们能吸收更多的能量。这种更高的能源需求需要一个更大、更昂贵的基础设施来支持它。例如,备用发电机,备用发电机的功率要尽可能的大,以此满足冷却系统的需要。
  最近,新技术已经使用了第三种选择——绝热冷却,它将蒸发和空气冷却结合到一个系统中。绝热冷却系统利用水的蒸发来冷却周围的空气,使其在湿球的温度范围内达到几度,这样就可以进行更冷、更有效的操作。
  与传统的不断使用水的冷却塔不同的是,绝热系统仅在一年中最热的月份使用蒸发冷却。空气冷却只会在的环境温度非常高的情况效率有所损失,所以这是唯一真正需要蒸发冷却的时间。在其余时间内,该系统不需要使用任何水就可以满足设备的冷却负荷,作为简单的空气冷却系统运行。
  在大多数气候条件下,这些系统可以在一年的时间里干燥多达85%,每年的用水量比其它系统少90%。当周围的空气足够热,需要蒸发冷却时,系统就会切换,有效地处理全年的制冷需求。
  当室外温度不再高时,不再需要蒸发,系统可以在没有水的情况下过渡到干燥空气冷却。以这种方式建立的系统使数据中心能够有效地处理冷却,同时比传统的冷却系统使用更少的水。
  蒸发被限制在绝热部分,所以传热盘管保持完全干燥,防止不希望的结垢积聚,并减少对昂贵的化学处理系统的依赖。
  绝热系统比空气冷却系统消耗更少的能量。这些较小的功率系统反过来可以降低备用发电机的规模。基础设施成本的大大降低了建设设施的成本,同时也降低了电力和水电费。此外,它还节省了空间,可以放置数据中心其它电子设备。
  二、经济解决方案:
  数据中心面临的最大的挑战是要用更少的钱去做更多的事情,数据中心正在寻找创新的方法来保持运营成本尽可能的低,但计算机技术却在每三个月就会发生一次变化。面对未来电子设备更密集、更强大的功率时,数据中心的冷却技术必须跟上电子设备技术发展的步伐。
  绝热技术已经被用于空气处理的数据中心工业很多年了,但是直到最近,它还没有被应用到机械设备中。在机械设备上的新产品,包括包装的绝热冷却技术,帮助数据中心的所有者应对不断上升的公用事业成本和环境问题带来的挑战。绝热冷却把最常用的冷却系统的最好方面结合在一起。