Principal fator impulsionador da transformação de data centers para uma economia de baixo carbono

Tradicional data centers refrigerados a ar dependem de ventiladores de alta potência e condicionadores de ar de precisão, com PUE geralmente superior a 1,2 e até mesmo acima de 1,5 em cenários de alta densidade. Em contraste, tecnologia de resfriamento líquido para data centers formou vantagens importantes em utilização de resfriamento gratuito e redução de carbono em todo o ciclo de vida por meio da “transferência de calor líquido + otimização do sistema”, tornando-se uma solução essencial para operação com baixa emissão de carbono.

Redução significativa do consumo de energia para refrigeração – Alta utilização do resfriamento gratuito

A principal vantagem do resfriamento líquido em termos de alta eficiência reside em suas propriedades físicas: a condutividade térmica dos fluidos refrigerantes é de 20 a 40 vezes maior que a do ar, e sua capacidade térmica específica é mais de 4.000 vezes maior. A temperatura de saída pode ser mantida de forma estável entre 35 e 45 °C, superando em muito a exigência de aproximadamente 20 °C do resfriamento a ar, o que estabelece as bases para sua utilização em condições de resfriamento gratuito.

A alta temperatura de saída dos sistemas de refrigeração líquida prolonga consideravelmente o período anual de adaptação das fontes de refrigeração natural. Em regiões frias, fontes de refrigeração natural, como água fria externa e torres de resfriamento, podem resfriar o fluido refrigerante diretamente, sem a necessidade de acionar compressores de alto consumo energético. Considerando a sistema de resfriamento líquido por placa fria Como exemplo, o data center da Soeteck na Rússia adota a solução combinada de “resfriamento líquido por placa fria + resfriamento gratuito por torre de resfriamento”, com uma duração anual de utilização do resfriamento gratuito superior a 300 dias (totalizando 821 TP3T). Durante o período de inverno com baixas temperaturas, o fluido refrigerante é resfriado diretamente pelas torres de resfriamento, com um PUE tão baixo quanto 1,02, aproximando-se da “refrigeração de energia zero”; mesmo no período de verão com altas temperaturas, a taxa de contribuição do resfriamento gratuito ainda atinge 401 TP3T com o auxílio de dispositivos de regulação da temperatura da água. O PUE anual permanece estável abaixo de 1,05, reduzindo o consumo de energia de refrigeração em 651 TP3T em comparação com data centers refrigerados a ar de mesma escala.

Do projeto à operação e manutenção – Redução de carbono em todo o ciclo de vida

Maduro soluções de resfriamento líquido para data centers Eles estenderam seu valor de baixo carbono para todo o ciclo de vida, incluindo projeto, construção, operação e manutenção, formando um sistema multidimensional de redução de carbono, que é sua principal vantagem competitiva em relação ao resfriamento a ar.

Na fase de projeto e construção, o resfriamento líquido por imersão com mudança de fase permite a redução de carbono por meio da alta densidade: a eficiência de transferência de calor do resfriamento líquido bifásico é de 3 a 5 vezes maior que a do resfriamento líquido monofásico, suportando densidades de potência de gabinete de 100 kW a mais de 500 kW. Com a mesma capacidade de processamento, a área do data center é apenas 1/3 da área de um data center com resfriamento a ar, o consumo de materiais de construção é reduzido em 601 toneladas e as emissões de carbono da construção são reduzidas em 451 toneladas; um data center com 100.000 servidores pode reduzir as emissões de carbono em mais de 80.000 toneladas.

No fase de operação e manutençãoO design fechado dos sistemas de refrigeração líquida amplifica ainda mais as vantagens da redução de carbono. Os tubos fechados de resfriamento líquido por placa fria Pode reduzir o acúmulo de poeira em mais de 90%, diminuindo a frequência de limpeza dos equipamentos de uma vez por mês (resfriamento a ar) para uma vez por trimestre. Para cada 10.000 gabinetes, é possível economizar cerca de $20000 em consumo de energia para limpeza e perdas com consumíveis anualmente, o que corresponde a uma redução de emissões de carbono de mais de 120 toneladas; resfriamento por imersão em líquido Não possui ventiladores nem filtros, reduzindo a taxa de falhas de equipamentos em 60% e a demanda por pessoal de operação e manutenção em 40%, diminuindo assim as emissões de carbono provenientes de recursos humanos e gestão em 35%. Dados de testes de um provedor de serviços em nuvem mostram que as emissões de carbono da fase de operação e manutenção de seu data center com resfriamento líquido por imersão são 28% menores do que as de data centers com resfriamento a ar.

Efeitos da implementação das duas vantagens principais

Projetos de referência comprovam os efeitos: um grande projeto de data center com resfriamento líquido por placa fria de uma empresa (100.000 servidores) tem uma duração anual de utilização do resfriamento gratuito de mais de 320 dias, com PUE=1,03 e redução anual de emissões de carbono de 120.000 toneladas ao longo do ciclo de vida.

Vale ressaltar que os benefícios das duas principais vantagens estão positivamente correlacionados com a densidade de computação. Cálculos da indústria mostram que, quando a densidade de potência do gabinete excede 50 kW, a taxa de utilização do resfriamento gratuito de sistemas de resfriamento líquido é 50% maior do que a do resfriamento a ar, e as emissões de carbono do ciclo de vida completo são reduzidas em mais de 30%; quando a densidade de potência atinge 200 kW, a taxa de contribuição do resfriamento gratuito excede 7%, e a redução das emissões de carbono do ciclo de vida completo aumenta para 5% — o que está altamente alinhado com as necessidades de baixo carbono de cenários de alta computação, como data centers de IA.