Тенденции и развитие технологий

Развитие технологий охлаждения ЦОДов определяется ростом тепловой плотности оборудования и требованиями к энергоэффективности. Современные решения смещают зону теплообмена ближе к источнику тепла — от помещения к стойке, затем к отдельным компонентам сервера. Это обеспечивает более высокие температуры возвратной воды, сокращает потери энергии и упрощает утилизацию тепла.

Эффективность и преимущества локальных решений

Основное преимущество локальных систем отвода тепла — минимальное расстояние между источником тепла и охлаждающим контуром. Это позволяет передавать тепло при большей разнице температур и включать его в водяной контур раньше, чем при традиционном воздушном охлаждении.

Ключевые преимущества:

возможность повышать температуру воды на подаче, снижая потребление энергии чиллеров;
большая доля тепла переносится жидкостью, а не воздухом, что значительно эффективнее с точки зрения гидравлики и энергозатрат;
высокая точность регулирования температуры в зонах с высокой плотностью нагрузки;
снижение риска локальных перегревов и неравномерности потоков воздуха.

При оптимальной настройке систем и автоматики энергосбережение достигает 20–40 % по сравнению с традиционными схемами охлаждения зала.

Управление и адаптивность

Современные модули стойкоуровневого охлаждения оснащаются автоматическим регулированием скорости вентиляторов, расхода жидкости и температуры подачи. Это обеспечивает:

адаптацию к переменной вычислительной нагрузке;
уменьшение потребления энергии в периоды низкой активности;
устранение эффекта «избыточного охлаждения», характерного для систем CRAH/CRAC с постоянной скоростью вентиляторов.

Решение проблемы «горячих зон»

При высокой плотности стоек традиционные системы часто не способны обеспечить равномерное распределение температуры. Локальные системы (in-row, rear door, enclosed) позволяют направленно устранять перегрев в отдельных зонах, не влияя на общий воздушный баланс зала. Это особенно актуально при модернизации существующих ЦОДов, где невозможно увеличить производительность основного кондиционирования.

Перспективные направления развития

Рынок охлаждения серверного оборудования развивается в сторону решений с прямым контактом с источником тепла — через холодные пластины, микроканальные структуры и иммерсионные жидкости.

Основные тенденции:

переход на жидкостное охлаждение как стандарт для оборудования высокой плотности;
рост применения гибридных схем, где часть тепла отводится жидкостью, а остаток — воздухом;
повышение температуры воды в контурах до +40 … +50 °C, что позволяет использовать свободное охлаждение круглый год;
использование утилизации тепла — нагрев воды для отопления или технологических нужд;
автоматизация и цифровое управление балансом потоков и температур.

Воздушные системы останутся основой для стандартных и среднеплотных залов, но в зонах высокой плотности (> 20 кВт/стойку) дальнейшее развитие будет связано исключительно с жидкостными и комбинированными решениями.

Ключевые выводы

Смещение теплообмена ближе к источнику тепла повышает КПД и снижает затраты энергии.
Современные решения позволяют гибко регулировать параметры охлаждения в зависимости от нагрузки.
Развитие идёт в сторону жидкостных и гибридных технологий с утилизацией тепла.
Воздушное охлаждение сохраняет актуальность только для систем низкой и средней плотности.
Главный фактор эффективности — уменьшение объёма воздуха, необходимого для отвода эквивалентного количества тепла.