Системы естественного охлаждения с сухим охладителем на заказ в центрах обработки данных с жидкостным охлаждением
- модель
- BY-V-GLQ
свойство
- Основной компонент
- Ребристые трубчатые теплообменники
- Диаметр трубки
- 7 мм, 9,52 мм, 12,7 мм, 15,88 мм
- Материал корпуса
- Оцинкованная сталь, алюминий, нержавеющая сталь
- Материал трубки
- Медь, нержавеющая сталь
- Материал плавника
- Алюминий, медь, нержавеющая сталь
оценивать
Описание продуктов
Системы естественного охлаждения с сухим охладителем на заказ в центрах обработки данных с жидкостным охлаждением
1. V-образная конструкция для простоты установки и экономии места.
2. Эффективный отвод тепла для предотвращения перегрева оборудования.
3. Специально разработан для промышленных систем охлаждения в центрах обработки данных.
4. Надежная и прочная конструкция для длительной эксплуатации.
Фон
На фоне растущих проблем с энергопотреблением в центрах обработки данных технология жидкостного охлаждения стала одним из приоритетных направлений в отрасли благодаря своей высокой эффективности рассеивания тепла. Системы естественного охлаждения с использованием сухих охладителей предлагают новый устойчивый подход к развитию центров обработки данных с жидкостным охлаждением, используя их уникальные преимущества в области водосбережения, энергоэффективности и экономической эффективности. В данной статье будут проанализированы основные преимущества сухих охладителей, их синергетический эффект с системами жидкостного охлаждения, стратегии повышения производительности в периоды высоких температур и применимые сценарии, а также подчеркнута их важнейшая роль в «зеленой» трансформации центров обработки данных.
Основные преимущества сухой градирни: от экономии воды до снижения затрат
1. Нулевое потребление воды и максимальная экономия воды (WUE≈0):
Сухая градирня работает по принципу явного теплообмена: хладагент циркулирует в герметичных оребрённых трубках, а тепло рассеивается исключительно за счёт конвекции воздуха, что исключает необходимость испарения или потребления воды. По сравнению с традиционными градирнями (с показателем эффективности использования энергии (WUE) до 1,5–2 л/кВт·ч), её эффективность использования воды (WUE) близка к нулю. Например, дата-центр мощностью 10 МВт, использующий сухие градирни, может экономить до 500 000 тонн воды в год, что эквивалентно годовому потреблению воды 5000 домохозяйств.
2. Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы:
2.1 Более низкие первоначальные затраты: сухие градирни имеют простую конструкцию без сложных компонентов, таких как водяные насосы или градирни, что снижает первоначальные инвестиции на 30–40 % по сравнению с мокрыми системами охлаждения.
2.2 Сокращение расходов на техническое обслуживание: устранение необходимости в оборудовании для очистки воды, химических добавках или регулярном пополнении запаса воды сокращает эксплуатационные расходы более чем на 50%, а также позволяет избежать таких проблем, как образование накипи и коррозия.
3. Высокая совместимость с различными средами:
3.1 Отсутствие выбросов: отсутствие риска образования затоплений, белого тумана или утечки химикатов, что делает устройство пригодным для использования в экологически уязвимых зонах, таких как города и экологические заповедники.
3.2 Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям: благодаря антикоррозийному покрытию и модульной конструкции обеспечивается стабильная работа в широком диапазоне температур от -30 ℃ до 50 ℃.
Синергетический механизм между жидкостным охлаждением и сухим охладителем
1. Конструкция высокотемпературного жидкостного охлаждения расширяет диапазон естественного охлаждения:
Система жидкостного охлаждения позволяет охлаждающей жидкости работать при более высоких температурах (например, 35–45 °C), тогда как традиционные системы воздушного охлаждения требуют охлаждения воздуха ниже 25 °C. Эта особенность «подачи высокотемпературной жидкости» значительно повышает допустимый предел температуры окружающей среды для сухих охладителей.
Традиционная система охлаждения: для начала естественного охлаждения требуется температура воздуха ≤15°C.
Жидкостное охлаждение + сухой охладитель: Эффективное рассеивание тепла может быть достигнуто при температуре воздуха ≤40 ℃, что увеличивает продолжительность естественного охлаждения в 3–5 раз.
2. Высокая плотность рассеивания тепла отвечает требованиям жидкостного охлаждения:
Система жидкостного охлаждения может достигать мощности одного шкафа более 50 кВт (обычно <30 кВт при воздушном охлаждении), а сухой охладитель справляется с высокими нагрузками благодаря следующим методам:
2.1 Теплообмен с большой разницей температур: разница температур подаваемой и обратной воды в системах жидкостного охлаждения может достигать 10–15 °C (по сравнению с 5 °C в системах воздушного охлаждения), что повышает эффективность теплообмена сухих охладителей на 20–30 %.
2.2 Модульное расширение: добавление сухих охладителей по запросу для гибкого соответствия требованиям по расширению мощности центра обработки данных.
Стратегия повышения сезонной производительности в условиях высоких температур
Хотя сухие градирни чувствительны к высоким температурам окружающей среды, следующие гибридные технологии позволяют преодолеть климатические ограничения:
1. Вспомогательное охлаждение распылением воды:
Принцип: распыление воды на воздухозаборнике сухого охладителя для использования эффекта испарительного охлаждения и снижения температуры воздуха. Эксперименты показали, что распылительное охлаждение может снизить температуру воздуха на входе на 3–8 °C.
Водный баланс: система распыления активируется только в периоды высокой температуры по влажному термометру, при этом общий показатель WUE по-прежнему можно контролировать на уровне 0,1–0,3 л/кВт·ч, что значительно ниже показателей традиционных систем водяного охлаждения.
2. Система испарительного охлаждения с мокрой завесой:
Конструкция: Установите в воздушном канале сотовую мокрую завесу для равномерного увлажнения поверхности за счет капиллярного эффекта.
Преимущества: экономит на 50% больше воды по сравнению с распылительными системами и предотвращает попадание капель в сухой охладитель, что позволяет избежать образования накипи.
3. Технология фазового перехода при охлаждении:
Ночное холодильное хранение: использование избыточного рассеивания тепла сухими охладителями в периоды низких температур для сохранения охлаждающей способности в материалах с изменяемой фазой (таких как парафиновый воск или гидраты солей).
Высвобождение холода в дневное время: высвобождение накопленной холодопроизводительности в периоды высоких температур для компенсации снижения эффективности сухих охладителей.
Идеальные сценарии применения и экономические преимущества
1. Эффективные сценарии с учетом климата:
Холодные и засушливые регионы (например, Северная Европа, Северо-Западный Китай): среднегодовая температура ниже 15 °C, что позволяет круглый год обеспечивать естественное охлаждение непосредственно с помощью сухих охладителей.
Регионы со значительными суточными колебаниями температуры (например, пустыни, плато): накопление холодной энергии в период низких ночных температур и её выработка днём. Например, центр обработки данных во Внутренней Монголии снизил свой коэффициент PUE до 1,08, используя фазовое холодильное хранилище.
2. Модель экономической выгоды:
Возврат инвестиций: на примере центра обработки данных мощностью 10 МВт первоначальные инвестиции в систему сухого охлаждения составляют около 8 миллионов юаней, что позволяет сэкономить 3 миллиона юаней по сравнению с традиционным водяным охлаждением. Система позволяет экономить 500 000 тонн воды в год (экономия на воде составляет 1,5 миллиона юаней) и сократить потребление электроэнергии на 5 миллионов кВт⋅ч (экономия на электроэнергии составляет 2,5 миллиона юаней). Срок окупаемости составляет всего 2–3 года.
Сокращение выбросов углерода: после постепенного отказа от компрессоров ежегодные выбросы углекислого газа сократятся на 4000 тонн, что эквивалентно посадке 200 000 деревьев.
Практический пример: Центр обработки данных с нулевым потреблением воды в Чжанцзякоу
В Чжанцзякоу построили крупнейший в Азии кластер центров обработки данных с жидкостным охлаждением и сухим охладителем, используя преимущества холодных зим и прохладного лета.
Система жидкостного охлаждения: температура подаваемой жидкости 40°C, прямой отвод тепла от кристалла.
Конфигурация сухой градирни: 12 модульных сухих градирен общей холодопроизводительностью 15 МВт, интегрированных с системами мокрых площадок для экстремальных летних погодных условий.
Эксплуатационные показатели: PUE = 1,07, WUE = 0, годовая экономия воды эквивалентна наполнению 200 стандартных плавательных бассейнов.
Перспективы на будущее: технологическая оптимизация и глобальная экспансия
1. Направление технологических инноваций:
Интеллектуальное управление: алгоритмы ИИ оптимизируют скорость вентилятора, частоту распыления и стратегии холодного хранения в режиме реального времени, повышая энергоэффективность на 10–15%.
Применение новых материалов: ребра с графеновым покрытием способны повысить эффективность теплообмена на 25%, а технология наногидроизоляции снижает воздействие накопления пыли.
2. Выбор места с учетом климата:
Арктический центр обработки данных: используя экстремально холодный воздух -30 °C, сухие охладители обеспечивают естественное конвективное рассеивание тепла без необходимости использования вентиляторов.
Подводный центр обработки данных: проект Natick от Microsoft подтверждает возможность охлаждения морской водой; сухие охладители могут заменить энергоемкие насосы морской воды.
Заключение
Интеграция центров обработки данных с жидкостным охлаждением и систем фрикулинга на основе сухих охладителей не только решает проблемы рассеивания тепла, характерные для высокоплотных вычислений, но и задаёт новые стандарты устойчивого развития центров обработки данных благодаря их характеристикам «нулевого потребления воды и практически нулевых выбросов углерода». Хотя их производительность ограничена климатическими условиями, такие достижения, как высокотемпературные системы жидкостного охлаждения, гибридные стратегии охлаждения и интеллектуальные технологии управления, вывели сухие охладители из категории региональных решений в качестве одного из основных столпов глобальной экологичной трансформации центров обработки данных. Этот технологический путь, основанный на целях «двойного сокращения выбросов углерода», ускорит превращение центров обработки данных из «энергетических чёрных дыр» в «экологических партнёров».
- Технические характеристики могут быть адаптированы к каждому конкретному случаю применения, доступны различные материалы, размеры, уровни шума и охлаждающие среды.
- связаться с нами
