大型数据中心用闭式冷却塔已成趋势

日期：2017-04-14            来源：江苏华塔            人气：

　　随着互联网和大数据产业的加速发展，我国数据中心产业也进入了大规模的规划建设阶段。著名市场分析公司Technavio分析认为，中国数据市场在政府投资的驱动下，未来五年的年复合增长率将达到13%，超过全球数据中心市场的平均增长率。近年来，互联网的发展和国民经济各主要行业的信息化建设日趋成熟，数据中心的数量不断增加。从2010年的51万个增加到现在的近100万个，其中大型数据中心从2010年的164个，发展到现在超过300个。大型数据中心用闭式冷却塔已成趋势，今天小卫带大家一起来了解一下数据中心的发展现状以及对闭式循环冷却的需求。

　　长久以来，设计经济有效的冷却系统来保证系统能够正常可靠工作，对数据中心来说是个日益重要的问题。在过去的十年里，服务器机架的功率密度快速增加，服务器消耗的能量也急剧上升。十年前，单个服务器机架产生的热耗是250 W 到 1.5 kW，如今的单个机架产生的热耗迫近10 kW 。在接下来的十年里，预计热耗将达到50 kW甚至更高。据估计，到2020年，数据中心行业总量将会与航空业持平，可见，这一行业的前景是相当可观的，而对于数据中心的热设计工作来说，则是一个很大的挑战。在传统观点看来，数据中心大都利用空气来进行散热。但是，使冷气通过服务器支架来消除热量的办法效率低而且成本高。高达60%的冷气由于旁路以及和空气混合而流失掉了，而且冷却系统的运行成本可能比服务器运行的成本还要高。随着计算机服务器运行速度的加快以及数据中心机架密度的上升，继续通过空气流通来达到充分冷却的想法已不太现实。

　　随着技术的发展，电子设备产生热量的热流密度越来越大，此时传统的风冷技术已经无法满足高热流密度场合散热的需求，因而采用闭式冷却塔的场合越来越多。气体强制对流换热系数的大致范围为20～100W/(m2・K)，液体(例如水)的强制对流的换热系数高达15000W/(m2・K)，是气体强制对流换热系数的百倍以上，因此闭式冷却塔系统冷却能力比气体冷却要强得多。在当今的数据中心行业中，越来越多的服务器制造商开始转向闭式冷却塔冷却技术，以实现经济且有效的热管理。为更好地适应数据中心运行的需要，冷却系统应用在向模块化发展，以便于使用和维护，并且很好地防止在服务器更换时出现滴漏、泄露和溢出的情况发生。在具体应用中，服务器用典型液体冷却系统通常包括一块板式热交换器，直接安装在服务器微型处理器、CPU或者其它热量集中区域。热交换器可以将CPU散发的热量传输到一般由水和乙二醇等冷却液组成的循环液体上。温度较低或者处于室温的液体向板式热交换器供应，吸收热量后的液体则通过挠性管运出，最终将流向中央液体-空气或液体-液体热交换器。其中，连接装置或者连接方法可能是整体系统的一小部分，但是流体输送管的连接和断开是保证液体冷却系统在数据中心成功应用的重要因素。

　　在数据中心行业中，使用液体进行计算机冷却可以追溯到60年代中期，当时，IBM公司对其704主机实施了液体冷却。将近50年后，也就是最近，IBM 针对瑞士一所大学的一台超级计算机同样使用了处理器级别的液体冷却技术，通过水循环来冷却处理器，然后泵送至地板供暖系统，这样余热就可以利用起来。据 IBM 估计，与空气冷却方式相比，液体冷却系统能耗比前者少将近40%，而且余热的再利用也降低了约85%的碳排放。除了IBM公司，谷歌位于芬兰的数据中心也采用了海水冷却系统，阿里巴巴位于浙江千岛湖的数据中心也是在采用液冷的方式来进行冷却，这样的例子还有很多很多。综上可以看出，液体冷却比空气冷却有很大的优势，并已发展成为数据中心行业发展的一种趋势。

　　在数据中心行业中采用液冷的方式来进行冷却，最担心的问题是系统的可靠性。保证高可靠性的基本方法就是选用可靠性高的元器件、管路连接方式、密封方式以及采用适当的备份措施。经过长期的实践，液冷系统的可靠性已得到稳固的提升，已能满足大型数据中心散热的指标要求。当今的计算机和服务器发展的速度越来越快，功率密度也越来越大，而驱散其产生的热量的最有效且最经济的方法就是采用液体冷却。采用液冷之后，闭式冷却塔的需求以及随之而来的运行成本和碳的影响都会明显降低。大型数据中心采用液冷的形式进行冷却，已成为行业发展的一种趋势。

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