I. TẠI SAO PHẢI TĂNG HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN CHO ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ (ĐHKK) TRONG TRUNG TÂM DỮ LIỆU?
Các máy tính chuyển hóa hầu hết năng lượng điện thành nhiệt. Máy tính có khả năng xử lý càng cao, lượng nhiệt chúng tỏa ra càng lớn. Các máy tính trong các tủ thiết bị (rack) hiện nay ngày càng gia tăng khả năng xử lý trên một diện tích sàn, do đó sinh ra mật độ nhiệt rất lớn.
Trong khi đó, máy tính chỉ hoạt động ổn định tại nhiệt độ từ 20°C tới 24°C, do đó chúng cần phải được làm mát. Nhờ công nghệ điều hòa không khí, các trung tâm dữ liệu vận hành 365 ngày một năm một cách ổn định và truyền nhiệt ra bên ngoài một cách hợp lý. Nhưng khi đó, hệ thống điều hòa không khí sẽ tiêu tốn một lượng lớn điện năng. Trong trường hợp tệ nhất, chúng có thể sử dụng một nửa lượng điện năng dành cho toàn bộ trung tâm dữ liệu: quá nhiều điện năng sử dụng cho hệ thống ĐHKK.
Các trung tâm dữ liệu hiện đại hoạt động 8760 giờ (hay 365 ngày) mỗi năm, 24 giờ mỗi ngày. Đó chính là lý do tại sao mỗi kW điện tiết kiệm được có ảnh hưởng rất lớn. Với giá 13 eurocents mỗi kWh, mỗi kW điện cắt giảm được sẽ tiết kiệm được 1138 euros mỗi năm. Điều này cũng đồng nghĩa với việc cắt giảm 2643kg CO2 mỗi năm.
II. LÀM SAO ĐỂ ĐHKK CHO TTDL HIỆU QUẢ?
Để đạt hiệu quả sử dụng điện cao nhất, các chuyên gia STULZ khuyến cáo sử dụng hệ thống máy lạnh chính xác có hiệu suất cao và bố trí hạ tầng TTDL một cách hợp lý.
1. Tại sao sử dụng máy ĐHKK chính xác?
a. MLCX có hiệu suất cao
Máy tính chỉ hoạt động tốt ở 20°C tới 24°C và độ ẩm 40% tới 55%. Khi làm lạnh quá mức, máy nén sẽ hoạt động nhiều hơn và không khí sẽ bị mất độ ẩm. Khi đó máy lạnh sẽ hút ẩm của không khí. Nếu độ ẩm dưới mức cho phép, máy lạnh sẽ tạo ẩm trở lại. Lúc này năng lượng điện tiêu thụ sẽ gia tăng do máy nén hoạt động liên tục trong thời gian dài và phải tốn năng lượng cho quá trình tạo ẩm và khử ẩm. Việc duy trì nhiệt độ và độ ẩm trong giới hạn hợp lý là vấn đề cốt lõi để tăng hiệu quả ĐHKK.
Hệ thống máy lạnh chính xác được thiết kế để vận hành liên tục trong các trung tâm dữ liệu và các hệ thống viễn thông. Không giống các máy lạnh thông thường, hiệu suất làm lạnh của máy lạnh chính xác rất cao: hơn 95% công suất lạnh được sử dụng để làm mát (SHR > 0.95). Chu kỳ dòng khí đi ra và về máy lạnh chính xác nhanh gấp 3 lần máy lạnh thông thường. Nhiệt độ và độ ẩm được duy trì chính xác: sai số nhiệt độ 1oC và độ ẩm 5%RH.
Với dòng máy lạnh chính xác có hiệu suất cao, bạn có thể giảm mức điện năng tiêu thụ tới 40%.
b. MLCX sử dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng
- Giải nhiệt tự nhiên bằng không khí bên ngoài:
Các khu vực rộng thường được giải nhiệt bằng hệ thống máy lạnh chính xác STULZ dòng CyberAir® DFC (Dynamic Free Cooling) và DFC2 (Direct Free Cooling).
Hệ thống DFC điều khiển quạt thổi chuyển sang chế độ giải nhiệt tự nhiên khi nhiệt độ môi trường bên ngoài thấp. Trong chế độ này, mạch lạnh của hệ thống được làm mát bằng không khí bên ngoài, máy nén chỉ được bật khi cần thiết. Hệ thống DFC2 dùng trực tiếp dòng không khí bên ngoài để giải nhiệt.
- Giải nhiệt các rack mật độ cao bằng các giải pháp chuyên nghiệp:
Các rack làm mát bằng nước đặc biệt hiệu quả trong các tủ rack mật độ tải cao. Các phần chứa nước sẽ được tách biệt hoàn toàn với các thiết bị điện trong trường hợp này.
Một phương pháp khác làm mát các tủ rack mật độ cao là các dòng máy inrow, giúp phân bố khí làm mát hiệu quả cho các tủ rack công suất lên tới 25kW.
- Sử dụng chilled water thay thế máy nén:
Trong một trung tâm dữ liệu có tải nhiệt lớn, việc giải nhiệt cho dòng khí lạnh bằng nước là một giải pháp chấp nhận được. Mạch lạnh sẽ được cấp bởi máy làm mát bằng nước bên ngoài. Hệ thống giải nhiệt chất lỏng được hỗ trợ bởi chế độ làm mát tự nhiên rất tiết kiệm năng lượng. Khoản đầu tư ban đầu cho dòng máy này sẽ thu lại được theo thời gian tùy thuộc vào điều kiện không khí tại nơi lắp đặt.
Khi kết hợp làm mát với các rack máy chủ làm mát bằng chất lỏng, máy lạnh STULZ CyberCool tạo ra dòng nước lạnh dẫn trực tiếp đến các rack máy chủ hiệu năng cao.
- Sử dụng quạt và máy nén EC:
Quạt và máy nén là hai thành phần tiêu thụ điện nhiều nhất trong máy lạnh. Tăng hiệu quả của hai bộ phận này đồng nghĩa với tiết kiệm khoảng điện năng đáng kể.
Quạt EC và máy nén EC thay đổi tốc độ quay theo sự thay đổi của tải nhiệt, qua đó sử dụng công suất điện một cách hiệu quả. Quạt EC thế hệ mới của STULZ có thiết kế nhẹ và biên dạng cánh thiết kế dạng 3D, đặc biệt tiết kiệm điện khi không chạy một phần tải.
- Kết hợp quạt EC và chilled-water trong các hệ thống cấu hình dự phòng:
Trong các datacenter hoặc telecom, các hệ thống thường được cấu hình dự phòng (N+1, 2N+1, 2(N+1)). Các máy stand-by trong điều kiện bình thường không hoạt động, hoặc các máy lạnh chạy theo chế độ xoay vòng, tức là luôn có một máy nghỉ.
Quạt EC thế hệ mới có đặc điểm: lưu lượng khí càng nhỏ thì lượng điện tiết kiệm được càng lớn.
Việc tận dụng ưu điểm này có thể làm giảm năng lượng tiêu thụ bởi quạt EC nếu cấu hình các máy vận hành theo chế độ “hot-standby”. Trong ví dụ sau hệ thống N+1 sử dụng 4 máy ASD 2050 CWU (HT-coil) (return air: 30°C/30%, water 12/19°C, ESP: 20Pa). So sánh hai chế độ chạy standby (3 chạy 1 dự phòng) và hot-standby (4 máy chạy đồng thời):
Với chế độ 4 máy chạy đồng thời, ý nghĩa của chế độ dự phòng vẫn được đảm bảo: khi một máy trục trặc thì 3 máy còn lại sẽ tự động nâng công suất lên và vẫn đảm bảo công suất lạnh. Đồng thời, trong chế độ bình thường, công suất lạnh khi chạy đồng thời 4 máy lớn hơn nhưng năng lượng tiêu thụ lại giảm đến 43%, và độ ồn cũng thấp hơn.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét