Основной драйвер низкоуглеродной трансформации центров обработки данных

Традиционный центры обработки данных с воздушным охлаждением полагаются на мощные вентиляторы и прецизионные кондиционеры, при этом коэффициент PUE обычно превышает 1,2, а в условиях высокой плотности — даже 1,5. В отличие от этого, технология жидкостного охлаждения центра обработки данных сформировал ключевые преимущества в использование свободного охлаждения и сокращение выбросов углерода в течение всего жизненного цикла за счет «жидкостного теплообмена + оптимизации системы» становится основным решением для низкоуглеродной эксплуатации.

Значительное снижение потребления энергии на охлаждение – Высокая эффективность использования свободного охлаждения

В основе высокой эффективности использования свободного охлаждения в жидкостном охлаждении лежат преимущества его физических свойств: теплопроводность охлаждающей жидкости в 20–40 раз выше, чем у воздуха, а удельная теплоёмкость — более чем в 4000 раз. Температура на выходе может стабильно поддерживаться на уровне 35–45 °C, что значительно превышает требования воздушного охлаждения (около 20 °C), что создаёт основу для использования свободного охлаждения.

Высокая температура на выходе систем жидкостного охлаждения значительно увеличивает годовой период адаптации источников свободного охлаждения. В холодных регионах источники свободного охлаждения, такие как наружные низкотемпературные водонагреватели и градирни, могут напрямую охлаждать охлаждающую жидкость без активации энергоемких компрессоров. система жидкостного охлаждения с холодной пластиной Например, в российском дата-центре Soeteck используется комбинированное решение «охлаждение жидкости холодными пластинами + фрикулинг с помощью градирни», при этом годовая продолжительность использования фрикулинга составляет более 300 дней (что составляет 821 TP3T). В низкотемпературный зимний период охлаждающая жидкость напрямую охлаждается градирнями, при этом коэффициент PUE составляет всего 1,02, приближаясь к «нулевому энергозатратному охлаждению». Даже в высокотемпературный летний период доля фрикулинга достигает 401 TP3T благодаря использованию устройств регулирования температуры воды. Годовой коэффициент PUE стабильно ниже 1,05, что снижает потребление энергии на охлаждение на 651 TP3T по сравнению с центрами обработки данных с воздушным охлаждением того же масштаба.

От проектирования до эксплуатации и обслуживания – сокращение выбросов углерода на протяжении всего жизненного цикла

зрелый решения для жидкостного охлаждения центров обработки данных распространили свою низкоуглеродную ценность на весь жизненный цикл, включая проектирование, строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание, сформировав многомерную систему снижения выбросов углерода, что является их ключевым конкурентным преимуществом по сравнению с воздушным охлаждением.

На этапе проектирования и строительства система иммерсионного жидкостного охлаждения с фазовым переходом обеспечивает снижение выбросов углерода за счет высокой плотности: эффективность теплопередачи двухфазного жидкостного охлаждения в 3-5 раз выше, чем однофазного, что позволяет поддерживать удельную мощность в шкафу от 100 до более чем 500 кВт. При той же вычислительной мощности площадь, занимаемая центром обработки данных, составляет всего 1/3 площади, занимаемой воздушным охлаждением, расход строительных материалов сокращается на 60%, а выбросы углерода при строительстве — на 45%; центр обработки данных со 100 000 серверов может сократить выбросы углерода более чем на 80 000 тонн.

В этап эксплуатации и обслуживанияЗакрытая конструкция систем жидкостного охлаждения дополнительно усиливает преимущества снижения выбросов углерода. Закрытые трубопроводы жидкостное охлаждение холодной пластины может снизить накопление пыли более чем на 90%, сокращая частоту очистки оборудования с одного раза в месяц (воздушное охлаждение) до одного раза в квартал. На каждые 10 000 шкафов это может сэкономить около $20 000 на расходах энергии на уборку и расходных материалах в год, что соответствует сокращению выбросов углерода более чем на 120 тонн; иммерсионное жидкостное охлаждение Отсутствие вентиляторов и фильтров снижает частоту отказов оборудования на 60% и потребность в эксплуатационном и обслуживающем персонале на 40%, что позволяет сократить выбросы углерода, связанные с человеческими ресурсами и управлением, на 35%. Данные испытаний, предоставленные поставщиком облачных услуг, показывают, что выбросы углерода на этапе эксплуатации и обслуживания его центра обработки данных с иммерсионным жидкостным охлаждением на 28% ниже, чем у центров обработки данных с воздушным охлаждением.

Эффекты реализации двух основных преимуществ

Контрольные проекты проверяют эффективность: проект центра обработки данных с жидкостным охлаждением на основе холодных пластин крупного предприятия (100 000 серверов) имеет годовую продолжительность использования бесплатного охлаждения более 320 дней с PUE=1,03 и годовым сокращением выбросов углерода на 120 000 тонн в течение жизненного цикла.

Стоит отметить, что преимущества этих двух основных преимуществ положительно коррелируют с плотностью вычислений. Отраслевые расчёты показывают, что при плотности мощности в шкафу, превышающей 50 кВт, коэффициент использования свободного охлаждения жидкостными системами охлаждения на 50% выше, чем при воздушном охлаждении, а выбросы углерода за весь жизненный цикл сокращаются более чем на 30%; при плотности мощности 200 кВт коэффициент использования свободного охлаждения превышает 70%, а сокращение выбросов углерода за весь жизненный цикл увеличивается до 50%, что в значительной степени соответствует требованиям к низкоуглеродным технологиям в условиях высоких вычислительных мощностей, таких как центры обработки данных с искусственным интеллектом.