间接蒸发冷却技术是如何实现的?

5月 24, 2022 转轮除湿技术

熟悉数据中心布局的网友会发现,许多数据中心的选址附近都会有大面积的水库或者水源地,比如位于江苏宿迁的京东云华东数据中心距离骆马湖不足2公里,再比如河北怀来的官厅水库附近也有大量的数据中心布局。为什么会选择这些地方,很大程度就是因为数据中心的冷却需要大量水,而靠近水源地无非是最经济、最有效的一种方案。不同于机场、车站等许多大型公共建筑的制冷方式,数据中心制冷常采用水为媒介,通过水的蒸发带走数据中心产生的热量,比如冷冻水制冷方案和近几年热门的蒸发冷却方案。

从制冷技术形式来说,蒸发冷却技术可分为直接蒸发冷却技术与间接蒸发冷却技术,其中直接蒸发冷却将水直接喷淋于未饱和湿空气中,但由于空气与水直接接触,其含湿量增加,所以存在一定的应用限制。而间接蒸发冷则是工作介质先经过间接蒸发冷却器等湿降温后形成湿通道,产出介质流过干侧通道,湿侧介质吸收干燥介质的热量,借助于湿表面蒸发,从而冷却产出介质。由于工作介质不与水直接接触,其含湿量不变,实现空气的等湿降温。这就是间接蒸发冷却技术的优势所在。借助水和空气为冷却介质,间接蒸发冷却技术采用空气与空气间接式换热,这样在外部环境温度低的时候可以靠低温空气带走数据中心内部产生的热量(干模式),而在外部环境温度较高的时候就可以利用水的蒸发来帮助散热(湿模式),这样无论外部环境如何,数据中心都可以选择适合自己的模式达到良好的散热效果;甚至当环境温度持续升高的时候,还可以开启混合模式,最大限度地提升散热。由此看来,间接蒸发冷却技术的优势就是在隔绝室内外空气前提下,降低机房温度,大幅增加利用自然冷却的时间。时至今日,间接蒸发冷却技术已经得到了行业的广泛采用,除了具备节能减排的优势之外,在分期部署、建设周期、可靠性、TCO方面它也优于传统解决方案,因此受到了行业的广泛认可。据统计,过去几年间接蒸发冷却技术的应用快速增长,在中国大陆地区的年装机容量从2017年的不足100套快速增长至2021年的1000+套,增长势头迅猛。

这也从侧面解释了为什么近年来数据中心“南贵北乌”布局的形成。贵州,在传统印象中是一个偏远的省份,但这里因为海拔优势年度温差小,比如数据中心“扎堆”布局的贵安新区年平均温度为15℃,2021年的空气质量优良率达97.4%,非常符合间接蒸发冷却对于空气温度和质量的要求。相比之下内蒙古地区的乌兰察布优势更为明显——全年平均气温2.6℃,即便是在北方的采暖季空气质量也可以实现100%达标,同样在气温和质量上具备了自然冷却的条件。

作者 shaohai

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