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浅谈数据中心制冷方式

浅谈数据中心制冷方式

  • 分类:新闻中心
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  • 发布时间:2022-01-17 15:04
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【概要描述】

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数据中心未来基建的一部分。国内数据中心的建设越来越多,由于数据中心高热负荷的特性,数据中心节能成为一个热门的话题。尤其在碳达峰,双碳目标下,数据中心的制冷方式越来越丰富。本文主要分析几种数据中心的制冷方式及实用条件。

第一种为传统的水冷或风冷冷水机组制冷,国内绝大部分数据中心都是这种形式。随着制冷系统的优化提升,PUE从开始的2.0以上做到了目前1.4以下。但是风冷形式在南方由于冷凝温度高,导致制冷主机效率低,所以水资源充足的地方应采用水冷机组制冷。

第二种为自然冷源利用配合传统制冷系统,此系统一般实用于国内严寒地区和寒冷地区。参考国内部分数据中心的应用案例,此类地区自然冷能的利用占比超过一半时间。多出的投资回收时间一半不超过4年,部分地区一年即可回收。这种自然能源回收系统没有统一规范,各个数据中心均是摸索应用。冰河冷媒专业做载冷剂,在冷能回收利用上有一定的经验,可以结合数据中心自然能源利用。

第三种为氟化液浸泡制冷,此系统阿里巴巴数据中心有测试。他们采用氟化液50℃沸点特点,相变制冷给CPU降温,然后通过冷凝液化回流这种方式,目前测试效果良好。此种方式的有点是氟化液相变的单位热流密度大,能满足CPU高热流密度的扇热。另外还有一些单位采用氟化液做载冷系统,这是在浸泡的基础上将氟化液循环并降温,其换热在对流和过冷沸腾之间,传热效率也高。此种方案需要大量氟化液,初投资成本较高。

第四种为蒸发制冷,此系统主要通过水蒸气的蒸发来吸热制冷,无需压缩机压缩,系统的用电负荷较低,PUE可以达到1.1。但是此方案收天气的影响较大,需要湿球温度低的地方较合适,收地理位置影响。另外就是制冷设备体积较大,投资较高。

第五种为吸收式制冷,这种主要是利用废弃余热来制冷,但是热源的温度对制冷效率影响很大。数据中心回收的热源在50℃,利用吸收制冷的效率非常低,且技术上难度大。如果数据中心附近有较高温度的废弃热源90℃以上,采用此方法还是比较节能的。此种制冷方案,目前应用较少,多数科研机构还在摸索吸收材料和降低回收热源温度。

第六种就是利用直冷系统制冷。目前的氟利昂由于双碳原因,正收到限制。二氧化碳的跨临界循环或超临界循环倒是可以利用,还有待跟多学者的应用于开发。

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