Impulsor fundamental de la transformación de los centros de datos hacia una economía baja en carbono

Tradicional centros de datos refrigerados por aire Dependen de ventiladores de alta potencia y aires acondicionados de precisión, con una PUE que generalmente supera 1,2 e incluso 1,5 en escenarios de alta densidad. Por el contrario, Tecnología de refrigeración líquida para centros de datos ha formado ventajas clave en Utilización de refrigeración gratuita y reducción de carbono durante todo el ciclo de vida a través de la “transferencia de calor líquido + optimización del sistema”, convirtiéndose en una solución central para una operación baja en carbono.

Reducción significativa del consumo de energía de refrigeración – Alta utilización de refrigeración gratuita

La clave del alto aprovechamiento del enfriamiento libre en refrigeración líquida reside en sus ventajas físicas: la conductividad térmica de los fluidos refrigerantes es de 20 a 40 veces mayor que la del aire, y su capacidad calorífica específica es más de 4000 veces mayor. La temperatura de salida se puede mantener estable entre 35 y 45 °C, superando ampliamente el requisito de ~20 °C de la refrigeración por aire, sentando las bases para el aprovechamiento del enfriamiento libre.

La alta temperatura de salida de los sistemas de refrigeración líquida prolonga considerablemente el período anual de adaptación de las fuentes de refrigeración libre. En regiones frías, las fuentes de refrigeración libre, como el agua exterior a baja temperatura y las torres de refrigeración, pueden enfriar directamente el fluido refrigerante sin activar compresores de alto consumo energético. sistema de refrigeración líquida de placa fría Por ejemplo, el centro de datos de Soeteck en Rusia adopta la solución combinada de refrigeración líquida de placa fría + refrigeración gratuita mediante torre de refrigeración, con una duración anual de utilización de la refrigeración gratuita de más de 300 días (lo que representa 82%). Durante el invierno, con bajas temperaturas, el fluido refrigerante se enfría directamente mediante torres de refrigeración, con una PUE de tan solo 1,02, acercándose a la refrigeración de consumo energético cero. Incluso en el verano, con altas temperaturas, la contribución de la refrigeración gratuita alcanza los 40% gracias a dispositivos de regulación de la temperatura del agua. La PUE anual se mantiene estable por debajo de 1,05, lo que reduce el consumo de energía de refrigeración en 65% en comparación con centros de datos refrigerados por aire de la misma escala.

Abarcando desde el diseño hasta la operación y el mantenimiento: reducción de carbono durante todo el ciclo de vida

Maduro Soluciones de refrigeración líquida para centros de datos han extendido su valor bajo en carbono a todo el ciclo de vida, incluido el diseño, la construcción, la operación y el mantenimiento, formando un sistema de reducción de carbono multidimensional, que es su principal ventaja competitiva sobre la refrigeración por aire.

En la fase de diseño y construcción, la refrigeración líquida por inmersión con cambio de fase logra una reducción de carbono gracias a su alta densidad: la eficiencia de transferencia de calor de la refrigeración líquida bifásica es de 3 a 5 veces mayor que la de la refrigeración líquida monofásica, lo que permite una densidad de potencia de gabinete de 100 kW a más de 500 kW. Con la misma potencia de procesamiento, el área del centro de datos es solo un tercio de la de la refrigeración por aire, el consumo de materiales de construcción se reduce en 601 TP³T y las emisiones de carbono de la construcción en 451 TP³T; un centro de datos con 100 000 servidores puede reducir las emisiones de carbono en más de 80 000 toneladas.

En el fase de operación y mantenimientoEl diseño cerrado de los sistemas de refrigeración líquida amplifica aún más las ventajas de reducción de carbono. Las tuberías cerradas de refrigeración líquida por placa fría Puede reducir la acumulación de polvo en más de 90%, reduciendo la frecuencia de limpieza del equipo de una vez al mes (refrigeración por aire) a una vez al trimestre. Por cada 10 000 gabinetes, puede ahorrar aproximadamente $20 000 en consumo de energía de limpieza y pérdidas de consumibles al año, lo que equivale a una reducción de emisiones de carbono de más de 120 toneladas. refrigeración líquida por inmersión No cuenta con ventiladores ni filtros, lo que reduce la tasa de fallos de los equipos en 60% y la demanda de personal de operación y mantenimiento en 40%, lo que a su vez reduce las emisiones de carbono de recursos humanos y administración en 35%. Los datos de prueba de un proveedor de servicios en la nube muestran que las emisiones de carbono de la fase de operación y mantenimiento de su centro de datos con refrigeración líquida por inmersión son 28% menores que las de los centros de datos refrigerados por aire.

Efectos de la implementación de las dos ventajas principales

Los proyectos de referencia verifican los efectos: un proyecto de centro de datos con refrigeración líquida por placa fría de una gran empresa (100.000 servidores) tiene una duración de utilización de refrigeración gratuita anual de más de 320 días, con una PUE de 1,03 y una reducción anual de emisiones de carbono de 120.000 toneladas durante todo el ciclo de vida.

Cabe destacar que los beneficios de las dos ventajas principales se correlacionan positivamente con la densidad de computación. Los cálculos de la industria muestran que cuando la densidad de potencia del gabinete supera los 50 kW, la tasa de utilización de refrigeración libre de los sistemas de refrigeración líquida es 50% mayor que la de la refrigeración por aire, y las emisiones de carbono a lo largo de su ciclo de vida se reducen en más de 30%; cuando la densidad de potencia alcanza los 200 kW, la tasa de contribución de la refrigeración libre supera los 70%, y la reducción de las emisiones de carbono a lo largo de su ciclo de vida aumenta a 50%, lo cual es muy coherente con las necesidades de bajas emisiones de carbono de escenarios de alta computación, como los centros de datos de IA.