Padroneggiare il raffreddamento IT: la potenza delle soluzioni di raffreddamento a liquido
Le esigenze sempre crescenti della gestione dell'infrastruttura dei data center (DCIM) creano una sfida bruciante: il calore. Il raffreddamento ad aria tradizionale fatica a tenere il passo, minacciando le prestazioni del data center e la durata delle apparecchiature. Il raffreddamento a liquido è la soluzione più efficace per i moderni data center con una maggiore efficienza e una maggiore capacità di raffreddamento. Per mantenere le CPU, le GPU e gli switch di rete ad alta potenza entro le specifiche termiche, le unità di distribuzione del refrigerante (CDU) offrono una capacità di raffreddamento più ampia ai circuiti di raffreddamento a liquido e alle piastre di raffreddamento che si interfacciano termicamente direttamente con le fonti di calore per una maggiore efficienza e una maggiore flessibilità rispetto al tradizionale raffreddamento ad aria.
Il futuro del mercato dei sistemi di raffreddamento dei data center
Si prevede che il mercato del raffreddamento dei data center raggiungerà i 30,2 miliardi di dollari entro il 2030, crescendo a un CAGR del 13,8% durante il periodo di previsione 2024-2030, e il settore sta assistendo a un significativo spostamento verso soluzioni di raffreddamento a liquido per soddisfare le crescenti esigenze di raffreddamento dei moderni data center. Si prevede che il mercato globale del raffreddamento a liquido per data center crescerà a un CAGR del 23,31% da 2024 a 2029. Boyd progetta CDU per ottimizzare questi sistemi di raffreddamento a liquido, garantendo un controllo preciso della temperatura e un'efficiente rimozione del calore nei data center.Cosa sono le CDU?
Le unità di distribuzione del refrigerante (CDU) o le unità di distribuzione del raffreddamento orchestrano una gestione termica precisa all'interno di ambienti ad alte prestazioni. Le unità di distribuzione del refrigerante distribuiscono attivamente l'acqua di raffreddamento o altri fluidi ai vari componenti di una macchina o di un processo che necessitano di raffreddamento a liquido. Questo processo inizia con il liquido di raffreddamento che assorbe il calore da apparecchiature ad alta potenza attraverso una piastra di raffreddamento a liquido o una serie di piastre fredde chiamate circuito di raffreddamento a liquido. Il liquido di raffreddamento riscaldato scorre quindi attraverso la tecnologia di scambio termico all'interno o all'esterno della CDU, a seconda della configurazione, dissipando il calore. Tipicamente integrati in infrastrutture di data center su larga scala, rack di data center, laboratori e fabbriche di fabbricazione di semiconduttori, le CDU sono essenziali per mantenere condizioni operative ottimali nei data center, negli ambienti industriali e in altri ambienti in cui il controllo preciso della temperatura è fondamentale. Le CDU assicurano che il raffreddamento ad alte prestazioni sia fornito in modo efficiente e sicuro ai componenti del sistema e alle fonti di calore, salvaguardando dal surriscaldamento e ottimizzando le prestazioni e la longevità.
Come funzionano le CDU?
Le unità di distribuzione del refrigerante (CDU) funzionano attraverso un sofisticato sistema di pompaggio che fa circolare il refrigerante, in genere acqua o fluidi specializzati, attraverso un'intricata rete di tubi o canali. Questo refrigerante circolante, essenziale per la dissipazione termica, si rivolge a componenti critici come processori e switch in sistemi di data center su larga scala e ad alta potenza. Le CDU integrano componenti aggiuntivi come valvole, filtri e meccanismi di monitoraggio per ottimizzare l'efficienza di raffreddamento e l'affidabilità del sistema. Le valvole calibrate con precisione consentono regolazioni dinamiche della distribuzione del refrigerante su misura per le esigenze dei singoli componenti, mentre i filtri garantiscono la purezza setacciando impurità e contaminanti. Dotate di sensori, le CDU monitorano continuamente i parametri del refrigerante come temperatura, portata e livelli di pressione, consentendo interventi in tempo reale per mantenere le massime prestazioni termiche e l'affidabilità in ambienti complessi.Quali parti ci sono in una CDU?
La maggior parte delle unità di distribuzione del refrigerante (CDU) condivide componenti comuni, come pompe, scambiatori di calore, controlli a microprocessore, sistemi di controllo della qualità dell'acqua e collettori di gestione del refrigerante per garantire una funzionalità coerente tra i vari modelli. Questi componenti costituiscono la spina dorsale dei sistemi CDU, facilitando il raffreddamento sostenibile all'interno dei data center e di altre applicazioni industriali. Orchestrano l'intricato processo di raffreddamento ad alte prestazioni, fondamentale per far funzionare senza problemi apparecchiature e macchinari sensibili ad alta potenza, incarnando l'ingegneria all'avanguardia e l'innovazione tecnologica.Pompa
La pompa fa circolare il refrigerante attraverso il sistema, garantendo un flusso costante di liquido per assorbire il calore dalle apparecchiature.Scambiatori di calore
Gli scambiatori di calore liquido-aria trasferiscono il calore dal liquido di raffreddamento all'ambiente circostante, facilitando un'efficiente dissipazione del calore per le strutture che non sono collegate a liquidi. Gli scambiatori di calore liquido-liquido trasferiscono il calore dal circuito liquido primario al sistema idrico secondario dell'impianto.Controlli a microprocessore
I controlli a microprocessore gestiscono e regolano le operazioni della CDU, regolando le portate del refrigerante e altri parametri per mantenere la temperatura e le prestazioni ottimali, regolandosi automaticamente in base alla domanda di calcolo.Sistemi di controllo della qualità dell'acqua
I sistemi di controllo della qualità dell'acqua monitorano e mantengono la purezza e l'equilibrio chimico del refrigerante, prevenendo la corrosione e sostenendo l'affidabilità a lungo termine.Collettori per la gestione del refrigerante
I collettori di gestione del refrigerante distribuiscono il refrigerante ai diversi componenti all'interno del sistema CDU, garantendo un raffreddamento uniforme in tutte le parti. Alcuni modelli CDU integrano componenti specializzati progettati per soddisfare specifiche esigenze di raffreddamento o sfide ambientali. Questi componenti non solo aumentano la funzionalità, ma offrono anche caratteristiche uniche che soddisfano un ampio spettro di esigenze degli utenti. Progettati con precisione, questi elementi specializzati ottimizzano le prestazioni di raffreddamento e garantiscono un funzionamento senza interruzioni in diverse condizioni operative. La loro perfetta integrazione e interoperabilità sottolineano l'adattabilità dei sistemi CDU, in grado di soddisfare le diverse esigenze di raffreddamento e le richieste dei moderni data center e impianti industriali.Quali tipi di CDU esistono?
Le unità di distribuzione del refrigerante (CDU) mantengono le temperature ottimali all'interno dei data center, garantendo che i server e le altre apparecchiature IT funzionino in modo efficiente. Diversi tipi di CDU soddisfano varie esigenze e configurazioni di raffreddamento. I tipi principali includono CDU In-Row, In-Rack, Liquid to Air (L2A), Sidecar e Liquid to Liquid (L2L). Ogni tipo offre caratteristiche e applicazioni uniche, su misura per specifiche esigenze di raffreddamento.
CDU o sidecar in fila
Le CDU in-row si trovano tra i rack dei server o alla fine di una fila di rack dei server e raffreddano una serie di rack dei server. Assorbono il calore direttamente dai server utilizzando acqua refrigerata o refrigerante. Il liquido raffreddato circola in un sistema a circuito chiuso sul lato di raffreddamento secondario, mentre l'acqua dell'impianto viene utilizzata sul lato di espulsione del calore primario. Le CDU In Row possono raffreddare fino a 2300 KW e sono in grado di gestire una serie di 10 rack per server ad alta potenza.
CDU in-rack
Le CDU in-rack forniscono un raffreddamento altamente localizzato alle apparecchiature poiché sono installate all'interno del rack del server. Queste unità sono dotate di raffreddamento da liquido a liquido o da liquido ad aria. Le CDU raffreddate a liquido fanno circolare il refrigerante attraverso uno scambiatore di calore liquido-liquido all'interno dell'unità rack, raffreddando il circuito secondario con il sistema idrico dell'impianto primario. Per gli impianti raffreddati ad aria, le unità di distribuzione del refrigerante liquido-aria attingono dall'aria fredda nell'impianto, raffreddano il circuito del liquido attraverso uno scambiatore di calore liquido-aria e scaricano l'aria riscaldata nell'impianto. Le CDU in-rack si integrano perfettamente in dispositivi ad alta potenza come i server dei data center cloud o i modelli medicali e industriali. Semplificano il raffreddamento dei rack dei server con facilità di installazione e manutenzione. Questi sistemi offrono un aggiornamento del raffreddamento economico e affidabile adattandosi a configurazioni server standard e offrendo flessibilità per configurazioni autonome o integrate.
CDU da liquido ad aria (L2A)
Le CDU Liquid to Air (L2A) trasferiscono in modo efficiente il calore da un liquido di raffreddamento, in genere acqua o una miscela di acqua e glicole, all'aria circostante. Questo processo inizia con il liquido di raffreddamento che assorbe il calore dalle apparecchiature del data center attraverso una piastra di raffreddamento a liquido o una serie di piastre fredde chiamate circuito di raffreddamento a liquido. Il liquido di raffreddamento riscaldato scorre quindi attraverso uno scambiatore di calore all'interno della CDU, dove le ventole soffiano aria sullo scambiatore, dissipando il calore. Le CDU L2A sfruttano il condizionamento dell'aria della struttura per dissipare il calore dalle file di server, consentendo il raffreddamento a liquido localizzato per le apparecchiature dei data center ad alto rendimento. Massimizzano il potenziale di raffreddamento nei data center raffreddati ad aria, riducendo i costi delle apparecchiature di gestione termica e di installazione, fornendo al contempo una capacità di raffreddamento superiore rispetto alla sola aria. Le CDU da liquido ad aria sono viste come un retrofit conveniente per portare la tecnologia di raffreddamento a liquido nei data center esistenti senza dover aggiornare i sistemi dell'intera struttura.
