數(shù)據(jù)中心建設(shè)的高速增長(zhǎng)導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)部各種設(shè)備越來(lái)越多，為保證數(shù)據(jù)中心提供恒溫恒濕的制冷環(huán)境。數(shù)據(jù)中心用電量會(huì)大大增加，隨之而來(lái)冷卻系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、UPS和發(fā)電機(jī)等都會(huì)按比例增加，這給數(shù)據(jù)中心能耗帶來(lái)重大挑戰(zhàn)。在舉國(guó)上下都在倡導(dǎo)節(jié)能減排的時(shí)刻，數(shù)據(jù)中心若一味地消耗社會(huì)能源，必然引起政府和人們的關(guān)注。不僅不利于數(shù)據(jù)中心的未來(lái)發(fā)展，而且與社會(huì)公德背道而馳，所以能耗問(wèn)題已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)最為關(guān)注的內(nèi)容。數(shù)據(jù)中心為了發(fā)展，就是要不斷擴(kuò)大規(guī)模，必然要增加設(shè)備，這個(gè)無(wú)法減少，只能是在使用上需提升設(shè)備利用率。能耗的另一大塊就是散熱這部分，一個(gè)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)能耗幾乎占用了整個(gè)數(shù)據(jù)中心能耗的三分之一還多，如果能在這個(gè)上面多下下功夫，數(shù)據(jù)中心節(jié)能效果會(huì)立竿見(jiàn)影。那么，數(shù)據(jù)中心???????有哪些散熱技術(shù)呢，哪些是未來(lái)的發(fā)展方向呢?在本文中將可找到答案。

風(fēng)冷系統(tǒng)

空氣冷卻直接膨脹系統(tǒng)成為風(fēng)冷系統(tǒng)。在風(fēng)冷系統(tǒng)中，半數(shù)的制冷劑循環(huán)回路位于數(shù)據(jù)中心機(jī)房空調(diào)中，其余部分位于室外的空氣冷卻冷凝器中。機(jī)房?jī)?nèi)部的熱量通過(guò)使用制冷劑循環(huán)流動(dòng)的管路被擠壓到室外的環(huán)境中，熱空氣將熱量傳遞給蒸發(fā)器盤(pán)管，進(jìn)而傳遞給制冷劑，高溫高壓的制冷劑被壓縮機(jī)送至室外的冷凝器，然后將熱量散發(fā)到室外的大氣中。風(fēng)冷系統(tǒng)能效比較低，靠風(fēng)直接散熱。從冷卻角度看，主要能耗產(chǎn)生于壓縮機(jī)、室內(nèi)風(fēng)機(jī)、風(fēng)冷室外冷凝器。由于室外機(jī)布置集中，夏季時(shí)室外機(jī)全部開(kāi)啟時(shí)，局部熱堆積現(xiàn)象明顯，會(huì)降低制冷效率，影響使用效果。而且，風(fēng)冷室外機(jī)噪聲對(duì)周邊環(huán)境影響較大，容易產(chǎn)生對(duì)周邊住戶的影響，無(wú)法采用自然冷，節(jié)能性比較低。雖然風(fēng)冷系統(tǒng)散熱效率不高，能耗還高，但仍是目前數(shù)據(jù)中心里使用最???????的散熱方式。

液冷系統(tǒng)

風(fēng)冷系統(tǒng)有其不可避免的缺點(diǎn)，一些數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向到液體冷卻了，最常見(jiàn)的就是水冷系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)通過(guò)板換將熱量搬走，制冷穩(wěn)定。需要室外冷卻塔或是干冷器替代冷凝器進(jìn)行換熱。水冷取消了風(fēng)冷室外機(jī)，解決噪聲問(wèn)題，對(duì)環(huán)境影響小。水冷系統(tǒng)比較復(fù)雜，成本也比較高，維護(hù)也有難度，但是能滿足大型數(shù)據(jù)中心冷卻和節(jié)能要求。除了水冷，還有油冷。相較于水冷方式，油冷系統(tǒng)能夠進(jìn)一步降低能耗。如果采用油冷系統(tǒng)，傳統(tǒng)風(fēng)冷所面對(duì)的灰塵問(wèn)題不復(fù)存在，且能耗低得多。而與水不同的是，油是非極性物質(zhì)，不會(huì)對(duì)電子集成回路產(chǎn)生影響，對(duì)服務(wù)器內(nèi)部硬件不會(huì)有損壞。不過(guò)，液冷系統(tǒng)一直以來(lái)在市場(chǎng)上都是雷聲大雨點(diǎn)小，少有數(shù)據(jù)中心會(huì)采用這種方式。因?yàn)橐豪湎到y(tǒng)，無(wú)論是浸泡或是其他方式，均要求對(duì)液體進(jìn)行過(guò)濾，以???????免諸如污染物堆積，過(guò)量的沉積物和生物生長(zhǎng)的問(wèn)題。對(duì)于基于水的系統(tǒng)，如那些采用冷卻塔或蒸發(fā)等措施的液體冷卻系統(tǒng)，在一個(gè)給定的體積需要隨著蒸汽的排除處理泥沙問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行分離和“排污”處置，即使這樣的處理可能會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。

  

蒸發(fā)或絕熱冷卻系統(tǒng)

蒸發(fā)冷卻技術(shù)是一種利用氣溫下降來(lái)冷卻空氣的方法，當(dāng)水遇到流動(dòng)的熱空氣時(shí)，就開(kāi)始汽化，變成氣體。蒸發(fā)散熱不適用對(duì)環(huán)境有危害的制冷劑，安裝成本也較低，還不需要使用傳統(tǒng)的壓縮機(jī)，能耗較低，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和提高室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。蒸發(fā)冷卻器是一個(gè)大風(fēng)扇，將熱空氣抽到濕水墊上。當(dāng)濕水墊中水蒸發(fā)的時(shí)候，空氣就被冷卻，并被推出。溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻器氣流來(lái)控制。絕熱冷卻是指空氣在絕熱上升的過(guò)程中，氣壓隨高度升高而降低，氣塊因體積膨脹而對(duì)外做功，從而導(dǎo)致空氣本身溫度的降低。對(duì)于數(shù)據(jù)中心這些散熱方式仍顯得新奇。

封閉冷卻系統(tǒng)

封閉式冷卻系統(tǒng)散熱器蓋是密封的，增添了一個(gè)膨脹箱。工作時(shí)，冷卻液蒸氣進(jìn)入膨脹箱內(nèi)，冷卻后流回散熱器，可防止冷卻液的大量蒸發(fā)損失，并可提高冷卻液的沸點(diǎn)溫度。封閉式冷卻系可保證發(fā)動(dòng)機(jī)在1~2年不用加冷卻水。在使用中，必須保證密封，才能收到效果。膨脹箱內(nèi)的冷卻液不能注滿，留有膨脹余地，使用兩年后放出過(guò)濾，調(diào)整成分和冰點(diǎn)后繼續(xù)使用。封閉意味著空氣流動(dòng)不充分，容易引起局部過(guò)熱問(wèn)題。封閉冷卻往往和水冷或液冷結(jié)合起來(lái)，水冷系統(tǒng)也可以做成封閉系統(tǒng)，這樣更有力散熱，提升制冷效率。

除了以上介紹的散熱方式，還有不少奇葩的散熱方式，有的甚至已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用。比如：采用自然散熱，將數(shù)據(jù)中心建在寒冷的北歐國(guó)家或者是建設(shè)到海底，通過(guò)“極度深寒”來(lái)為數(shù)據(jù)中心里的設(shè)備降溫。像臉譜在冰島建設(shè)的數(shù)據(jù)中心，微軟在海底建設(shè)數(shù)據(jù)中心。還有水冷可以不用標(biāo)準(zhǔn)水，可以用海水、生活廢水甚至是熱水，都可以用來(lái)給數(shù)據(jù)中心散熱。像阿里巴巴用千島湖的湖水做散熱，谷歌在芬蘭的哈米納建立了一座利用海水進(jìn)行散熱的數(shù)據(jù)中心，eBay將其數(shù)據(jù)中心建在了沙漠之中，數(shù)據(jù)中心室外平均溫度約為46攝氏度。

以上介紹了數(shù)據(jù)中心散熱常用技術(shù)，其中有一些仍在不斷完善過(guò)程中，仍是實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)。對(duì)于未來(lái)數(shù)據(jù)中心散熱趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，除了高性能計(jì)算中心和其它基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心將會(huì)遷往低價(jià)更便宜、電力成本更低的地方，通過(guò)采用更為先進(jìn)的散熱技術(shù)，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心運(yùn)維成本，提高能效。