追求穩定可靠,數據中心制冷系統進入分布式時代
發表于: 來自:中國IDC圈
穩定性是數據中心的命脈,安全穩定、可靠持久的支撐業務運行既是客戶的需求,也是數據中心自身追求的目標。但故障總是不可避免,因為數據中心故障導致的服務中斷事件可謂層出不窮。比如今年就爆發了歐洲多個大型數據中心因為高溫被迫關機、韓國國民級應用因數據中心故障大面積掉線等影響力巨大的事故。
據權威機構Uptime Institute調研表明,近些年供電、網絡以及制冷系統故障一直是數據中心宕機的主因。尤其是制冷系統,故障率多年居高不下,已超過IT系統,成為供電、網絡故障之后的最大數據中心宕機原因。

與供電、網絡系統具有很強的外部性不同,制冷系統整體處于數據中心設施內。因此,尋求一種安全可靠的數據中心制冷方案是數據中心建設/運營方必須承擔、且迫在眉睫的責任。
大型數據中心水冷機組事故頻發
制冷系統故障導致的機房宕機在數據中心領域并不少見。
近年來,隨著大型數據中心的單體規模越來越大,對制冷系統的需求急劇攀升,制冷系統的規模也越來越大。當前大多數大型數據中心均采用冷凍水系統進行制冷,冷凍水系統一般采用集中式冷凍站,且整個制冷系統結構復雜,換熱流程繁復,若是集中式冷凍站或干管出現故障,可能會導致數據中心大規模宕機,給數據中心業務穩定性帶了極大挑戰,相關的故障案例也層出不窮。
2012年,華中某數據中心,多臺冷卻塔共用一臺DDC,因為DDC系統故障,導致所有冷卻塔停機,引發全樓制冷系統中斷。
2016年,華北某數據中心因為干管閥門處出現噴涌狀漏水,導致冷凍站被淹,整個冷凍站無法運行,進而引發全樓制冷系統中斷;
2020年,美國某頭部云服務商,由于高溫天氣引發的溫控系統故障,導致數據中心停服。
2021年,華南某數據中心冷卻水系統因母管缺水進氣形成氣阻,導致整個冷卻系統失效,引發全樓制冷系統中斷。
……
面對傳統冷凍水系統故障頻發、耗水耗電多等痛點,行業亟需更可靠、更高效、更節能的制冷系統引領數據中心綠色發展。
可靠、節能、彈性部署
分布式制冷成為突破點
冷水機組系統結構復雜且往往集中部署,一般包含冷水機組?冷卻塔?蓄冷罐?溫控末端?冷卻水泵?板式換熱器?管理系統等7大主設備,大大小小幾十種設備依靠數百上千米的水管連接,轉接頭、閥門等數不勝數。復雜系統的故障點數量也多,而集中式部署則有概率導致系統性故障,對數據中心供冷的有效性和穩定性形成了不可避免的挑戰。

實際上,在傳統的數據中心,包括IT系統在內的各個體系均采用集中式、“煙囪”式的構架,一旦出現問題就以整個系統癱瘓作為代價。為了解決這一問題,分布式、模塊化的解決方案被提出,并取得了良好的實踐效果。
制冷系統中也不例外,分布式的制冷體系也一直是業界研發的重點。間接蒸發冷卻系統就是一種部署簡單、制冷效果好、能效比高,且經過眾多實踐驗證的分布式模塊化制冷解決方案。
間接蒸發冷卻技術采用間接式的空氣換熱,利用外部環境的較低溫度空氣帶走數據中心內部產生的熱量,并且可以利用水的蒸發來幫助散熱。其能效比高,在PUE、WUE方面均有良好表現,且具備分布式、模塊化的額外安全可靠和成本優勢。
首先,每臺間接蒸發冷卻空調機組都是獨立設備,多臺間接蒸發冷卻空調機組之間可通過群控綜合調優運行,也可以脫離群控各自獨立運行。各機組之間不存在串聯組件,一旦出現局部故障會被限制在故障機組范圍內,不影響其他機組運行。
其次,相對于冷凍水機組,間接蒸發冷卻空調機組結構非常簡單,僅由一臺主設備和數個附屬設備組成,且連接點少,管路相比冷凍水機組也只需1/10左右。簡單的結構,也讓整體的運維難度大幅下降。
最后,模塊化的間接蒸發冷卻機組還具備快速的交付的優勢。通過工廠預制化生產、現場整體交付,整體交付時間可縮減50%左右,極大壓縮了客戶的時間成本。
目前,間接蒸發冷已經獲得了業界的普遍認可,并且得到了較為廣泛的應用。特別在氣候條件合適的地區,間接蒸發冷卻漸有取代冷凍水系統成為主流機房冷卻方案的趨勢。
廣泛的市場需求,也推動間接蒸發冷卻技術的不斷進步。大量主流廠家均開始大力推廣間接蒸發冷卻解決方案,已成烽火燎原之勢。
綠色算力新時代的可靠基石
如今,數字時代已經來臨,數據中心在成為最重要的新型基礎設施同時,也成為了增長最快的碳排放源。降低能耗,推動算力綠色化,在當今時代尤為重要。新型的節能技術無疑是打造綠色算力基礎設施,實現數字經濟可持續發展的重要路徑。
據了解,當前間接蒸發冷卻空調系統支撐的機架規模已超過30萬,并在內蒙古、河北、山西、江蘇、廣東等眾多氣候條件迥異的地區得到了落地驗證。
相信隨著以間接蒸發冷卻技術為代表的新型節能技術的進一步普及,數據中心產業將迎來一個低碳節能與安全可靠兼顧發展的新時代。
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