Soluzioni di raffreddamento per sistemi con raffreddamento a liquido nei data center

Soluzioni di raffreddamento per sistemi con raffreddamento a liquido nei data center

Con la crescita esplosiva della potenza di calcolo dell'intelligenza artificiale, la densità di potenza dei singoli armadi server è passata dai tradizionali 8‑10 kW a 50‑120 kW. La tecnologia di raffreddamento ad aria ha raggiunto il limite di dissipazione del calore, rendendo il raffreddamento a liquido una scelta inevitabile per i data center. All'interno dei sistemi raffreddati a liquido, la scelta delle soluzioni di origine fredda determina direttamente il PUE (Power Usage Effectiveness), la stabilità operativa e i costi a lungo termine del data center.

Attualmente, esistono tre soluzioni cold source ampiamente adottate per i sistemi cold-plate raffreddati a liquido nei centri di calcolo intelligenti: torre di raffreddamento aperta più scambiatore di calore a piastre, torre di raffreddamento a circuito chiuso e dry cooler. Ogni soluzione ha i suoi pro e i suoi contro, tra cui iltorre di raffreddamento a circuito chiusogioca un ruolo vitale.

Caratteristiche tecniche delle tre soluzioni Cold‑Source

1. Torre di raffreddamento aperta + scambiatore di calore a piastre

Si tratta di una soluzione convenzionale a sorgente fredda per il raffreddamento a liquido. L'acqua circolante nella torre di raffreddamento aperta entra in contatto diretto con l'aria e ottiene il raffreddamento tramite dissipazione del calore per evaporazione. L'acqua raffreddata effettua uno scambio di calore con il lato secondario del sistema raffreddato a liquido attraverso uno scambiatore di calore a piastre.

Vantaggi: Investimento iniziale relativamente basso e tecnologia matura e comprovata.Svantaggi: L'acqua circolante è esposta all'aria ambiente, vulnerabile alla contaminazione da polvere, particelle e microrganismi, che provoca incrostazioni e corrosione all'interno delle tubazioni. Le perdite dello scambiatore di calore a piastre possono consentire l'ingresso di contaminanti nel circuito di raffreddamento a liquido e mettere a repentaglio la sicurezza del server. Inoltre, le torri aperte subiscono una notevole perdita d’acqua attraverso l’evaporazione.

2. Raffreddatore a secco

Un dry cooler funziona con il puro raffreddamento ad aria. Il refrigerante scorre all'interno dei gruppi batteria sigillati e il calore viene dissipato dalla ventilazione forzata delle ventole. Durante il funzionamento non viene consumata acqua.

Vantaggi: Eccellenti prestazioni di risparmio energetico ed efficienza dei costi; consumo di acqua pari a zero. Particolarmente adatto per regioni con scarsità d'acqua o zone a clima freddo.Svantaggi: La sua capacità di raffreddamento è limitata dalla temperatura ambiente a bulbo secco. Durante i periodi estivi caldi, la temperatura dell'acqua in uscita dai raffreddatori a secco potrebbe non soddisfare i requisiti di temperatura in ingresso dei sistemi raffreddati a liquido, richiedendo una refrigerazione meccanica supplementare. Inoltre, la capacità di raffreddamento della singola unità è limitata e la configurazione in cluster occupa uno spazio considerevole.

3. Torre di raffreddamento a circuito chiuso

La torre di raffreddamento a circuito chiuso integra le tecnologie di raffreddamento evaporativo e di raffreddamento ad aria. Il refrigerante circola all'interno delle batterie sigillate, mentre l'assorbimento del calore per evaporazione viene realizzato mediante spruzzi d'acqua all'esterno delle batterie. Combina l'elevata efficienza di dissipazione del calore delle torri aperte e il vantaggio in termini di pulizia della qualità dell'acqua dei raffreddatori a secco.

Vantaggi principali delle torri di raffreddamento a circuito chiuso nei sistemi raffreddati a liquido

Qualità dell'acqua pulita per proteggere i sistemi raffreddati a liquidoQuesto è il merito più critico ditorri di raffreddamento a circuito chiusoper data center raffreddati a liquido. Il circuito raffreddato a liquido sul lato secondario è collegato alle piastre fredde collegate ai chip del server e richiede una qualità dell'acqua estremamente elevata. Nelle torri di raffreddamento a circuito chiuso, il refrigerante circola all'interno di serpentine sigillate completamente isolate dall'aria esterna, bloccando sostanzialmente l'ingresso di polvere, impurità e microrganismi.

Di conseguenza, gli scambiatori di calore a piastre e le piastre fredde sono protetti da incrostazioni, intasamenti e corrosione provocati dalla scarsa qualità dell'acqua. Per i data center, i guasti alle apparecchiature causati da problemi di qualità dell’acqua possono comportare perdite che superano di gran lunga il valore dell’hardware di raffreddamento stesso.

Architettura di sistema semplificata e alta affidabilitàRispetto allo schema con torre aperta e scambiatore di calore a piastre, le torri di raffreddamento a circuito chiuso presentano un layout più snello. Le batterie possono essere collegate direttamente al lato secondario dei sistemi raffreddati a liquido (o con un semplice scambio di calore intermedio), riducendo i collegamenti intermedi, riducendo la complessità del sistema e i potenziali punti di guasto.

Ingombro ridottoLe torri di raffreddamento a circuito chiuso integrano batterie di scambio termico, gruppi di spruzzatura e ventole all'interno di un'unica unità compatta. Risparmiano spazio rispetto alle soluzioni a torre aperta che richiedono scambiatori di calore a piastre e piscine d'acqua aggiuntivi, nonché cluster di raffreddatori a secco su larga scala.

Le capacità di Oasis Bingfeng per progetti di raffreddamento a liquido di data center

Design con scambiatore di calore multicircuito: Le batterie di scambio di calore multi-passaggio possono essere configurate per soddisfare diversi requisiti di temperatura dell'acqua per diversi circuiti di sistemi raffreddati a liquido.

Sistema di controllo intelligente della temperatura: La temperatura del liquido refrigerante in uscita viene monitorata in tempo reale; le ventole e le pompe di spruzzatura vengono attivate o disattivate automaticamente in base ai carichi di raffreddamento effettivi per fornire il raffreddamento su richiesta. La fluttuazione della temperatura dell'acqua in uscita viene mantenuta entro un intervallo ragionevole.

Soluzioni antigelo: per i data center della Cina settentrionale, il fluido antigelo a base di glicole etilenico o i sistemi di tracciamento elettrico sono opzionali per garantire un funzionamento stabile in condizioni invernali di bassa temperatura.

Specifiche dei materiali premium: Le serpentine di scambio termico adottano acciaio inossidabile 304; i gusci delle torri sono realizzati in lamiere di acciaio rivestite in magnesio-alluminio-zinco per mitigare i rischi di corrosione e perdite dalla fonte.

Supporto tecnico personalizzato: Vengono offerte soluzioni su misura, comprese configurazioni a flusso controcorrente e a flusso combinato, in base ai vincoli di installazione in loco, al clima locale e ai requisiti di capacità di raffreddamento dei data center.