数据存储消耗大量能源—我们如何应迎难而上?

目前,全球对更高性能数据中心的需求以及向液冷过渡的趋势日渐凸显,如何提升能源利用效率也因此而备受行业关注。随着全球能源危机的加剧,数据中心应用亟需更具前瞻性的解决方案。

舒瑞普(SWEP)全球市场与应用总监Joakim Palmberg在本文中对上述挑战进行了剖析,并提出解决方案。

——————————————————————————————————

随着云存储解决方案的普及,数据存储已然成为世界上增长最快的业务之一。根据最新预测,从现在起至2030年,数据中心的能源使用量将翻一番,达到全球总能耗的2%以上。*

数字化转型推动了人们对数据中心数量、速度和效率的需求,并且这一趋势仍将持续。与此同时,我们还面临能源紧张、价格飞涨以及全球气候变暖等诸多挑战。如何才能使等式的两边保持平衡?

“约40%的能源和高达50%的空间需求都来自冷却系统。”

存储数据会消耗大量能源并产生大量热量,因此大型数据中心需要强大可靠的冷却系统以确保IT设备在最佳状态下运行。在典型的数据中心应用中,冷却系统通常使用蒸汽压缩冷水机,因而会消耗约40%的电力。这些系统使用由电力、蒸汽或燃气轮机驱动的机械式压缩机,通过“蒸汽压缩”制冷循环实现冷却(类似家用空调)。

最大限度提高容量和效率,同时适应天然制冷剂或低GWP^制冷剂的要求是现今蒸汽压缩冷水机发展的必然趋势。全球政府机构正在收紧监管框架,进一步限制氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCFC)和氢氟烃(HFC)等合成制冷剂的使用。此举旨在用环境友好的天然制冷剂来取代合成制冷剂,进而减少全球变暖所带来的的影响。

配备液冷系统的服务器能够以最节能的方式推动数据中心行业的发展,从而使得技术层面实现最高效的能源利用,也就能将更多的电力用于驱动服务器上的应用程序,而非冷却系统。

满足多种需求的换热器

舒瑞普(SWEP)提供适用于冷水机的钎焊板式换热器(以下简称BPHE)并可用作蒸发器、冷凝器、节能装置和过热回降器,规格齐全并结合创新的板纹和分配技术(包括单双制冷剂回路解决方案),从而提高换热效率和可靠性,减小压降,最大限度减少制冷剂充注量。

如果可以在关闭冷水机时利用环境温度来冷却服务器,从而实现“自然冷却”,则可实现节省能源的目的。舒瑞普(SWEP)BPHE方案尤其适合用作中间回路,将外部乙二醇回路与内部回路分开。

此外,舒瑞普(SWEP)BPHE的一大特点在于精确的温度控制,可在低温差下运行,一年四季均可实现更长时间的“自然冷却”。合适的BPHE可保持高湍流,使得流体中的颗粒物处于悬浮状态,防止结垢和析出。此外,确保流体在换热器中的均匀分布也十分重要,这与板纹设计密切相关。模块化概念有利于连接多个换热器,按需提供换热量。

为提高成本效益,必须合理规划并高效利用数据中心的“白区”(分配给服务器机柜、存储、网络设备、机架、空调设备和配电系统的区域),因此,设备的紧凑性至关重要。冷却剂分配单元(CDU)通常位于服务器旁,而用于机架内的紧凑型解决方案也很常见。

得益于BPHE更小的尺寸和占地面积,上述两种方案都能提供卓越的冷却能力。BPHE充当介质之间的环路断路器,冷却剂被传输到电介质流体以冷却服务器,热量被传输到远离服务器的相反方向。此外,在相同的占地面积内,舒瑞普(SWEP)双流程形式的BPHE可将热力性能提高近一倍。

有效利用余热

数据中心产生的多余热量不一定会被白白浪费。来自服务器、其他设备或工业过程的多余热量可作为各种供热应用的热量来源。我们可以使用BPHE来回收数据中心冷却过程产生的多余热量,并直接供应给区域能源网络或附近的建筑。由于废热是生产过程中产生的额外附属品,因此碳足迹非常低。考虑到世界各地不断增多的数据中心,余热回收应用潜力巨大,其中如何实现潜在成本和环境效益间的平衡则任重道远。

 

* 信息来源:https://www.propertyfundsworld.com/2021/07/20/303768/pandemic-driven-data-reliance-fuels-record-data-centre-investments

^制冷剂全球变暖潜能值(GWP)是指相对于100年内等量二氧化碳的影响而言的制冷剂全球变暖影响。

 

如需了解更多有关数据中心冷却应用的钎焊板式换热方案,请点击此处