Modern Veri Merkezlerinde Isıl Yönetim İncelemesi: Su Kullanım Etkinliği ve Isı Transfer Katsayıları

Özet

Yapay zekâ, makine öğrenmesi ve yüksek başarımlı hesaplamadaki hızlı büyüme raf güç yoğunluklarını belirgin artırdı; su birçok soğutma sisteminde yaygın kullanıldığından soğutma teknolojileri ile su tüketimi arasındaki ilişkiyi anlamak önemli. Derleme 83 veri merkezi girişinde bildirilen WUE'yi, WUE'yi ısı atım kategorileriyle bağlayan birleşik veri kümesi olarak sunuyor. Ardından tek boyutlu ısı transfer modelleriyle dört mekanizmanın ısı transfer katsayılarını karşılaştırıyor ve bunları, tüm ısının doğrudan buharlaşmayla atıldığını varsayan üst sınır eşdeğer buharlaşmalı su talebine dönüştürüyor (gizli ısı 2260 kJ/kg).

83 girişin 23'ü, içme suyu kullanan su stresli bölgelerdeki yeni tesisler için Climate Neutral Data Centre Pact hedefi olan 0,4 L/kWh'yi aşıyor. Kapalı çevrim sıvı soğutmalı kuru tesisler esasen su gerektirmiyor; buharlaşmalı sistemler genellikle 2,5 L/kWh'ye kadar WUE bildiriyor. İki fazlı daldırma soğutma hava soğutmadan yaklaşık üç büyüklük mertebesi daha yüksek ısı transfer katsayıları verebiliyor. Yaklaşık 20 K aşırı sıcaklıktaki doğrudan sıvı soğutma için eşdeğer buharlaşmalı su talebi yaklaşık 0,4 L/kWh; bu tüm ısının doğrudan buharlaşmayla atıldığı varsayımına dayanan bir üst sınır.

Merkezi argüman şu: bildirilen WUE, BT ısı yükünün buharlaşmayla atılan oranıyla belirlenen tesis düzeyinde bir işletme ölçütü ve bu oran ısı atım topolojisine, ortam yaş termometresine ve ayar noktalarına bağlı. Yüksek sunucu tarafı ısı transfer katsayıları WUE'yi doğrudan belirlemekten çok kuru atımı mümkün kılıyor. WUE yıllık ortalama göreli bir ölçüt; mevsimsel tepeleri gizliyor ve düşük WUE'li büyük bir tesis yüksek WUE'li küçük bir tesisten daha fazla toplam su kullanabilir.

Sınırlar: WUE veri kümesi esas olarak şirket açıklamalarından geliyor, bağımsız doğrulanmamış, seçim yanlılığı taşıyabilir ve Avrupa, Kuzey Amerika ve Avustralya'ya ağırlıklı. Isı transfer analizi büyüklük mertebesi niteliğinde tek boyutlu bir modele dayanıyor.

Öne çıkan noktalar

1. 83 bildirilen veri merkezi WUE girişinin 23'ü, su stresli bölgelerde içme suyu kullanan yeni tesisler için Climate Neutral Data Centre Pact hedefi olan 0,4 L/kWh'yi aşıyor.
2. Kapalı çevrim sıvı soğutmalı kuru tesisler esasen su gerektirmiyor; buharlaşmalı sistemler genellikle 2,5 L/kWh'ye kadar WUE bildiriyor.
3. İki fazlı daldırma soğutma hava soğutmadan yaklaşık üç büyüklük mertebesi daha yüksek ısı transfer katsayıları verebiliyor.
4. Yaklaşık 20 K aşırı sıcaklıkta doğrudan sıvı soğutma için eşdeğer buharlaşmalı su talebi yaklaşık 0,4 L/kWh; tüm ısının doğrudan buharlaşmayla atıldığı varsayımıyla bir üst sınır (gizli ısı 2260 kJ/kg).
5. WUE yıllık ortalama göreli bir ölçüt; mevsimsel tepeleri gizliyor ve düşük WUE'li büyük bir tesis yüksek WUE'li küçük bir tesisten daha fazla toplam su kullanabilir.
6. WUE veri kümesi esas olarak şirket açıklamalarından geliyor, bağımsız doğrulanmamış, seçim yanlılığı taşıyabilir ve Avrupa, Kuzey Amerika, Avustralya'ya ağırlıklı.

Tasarımda kullanımı

• WUE hedefini yalnızca sunucu tarafı soğutma teknolojisine göre değil ısı atım topolojisine (kuru, serbest soğutma, hibrit, buharlaşmalı) göre belirleyin; WUE buharlaşmayla atılan ısı oranına bağlı.
• Su hedefi için 0,4 L/kWh eşiğini (CNDCP) ve toplam su hacmini birlikte raporlayın; WUE yıllık ortalamadır ve mevsimsel tepeleri ve toplam tüketimi gizler.
• Yüksek yoğunluklu raflarda sıvı soğutmanın yüksek ısı transfer katsayısını kuru ısı atımını mümkün kılmak için kullanın ve WUE iddialarını bağımsız doğrulanmış verilerle destekleyin.

Kimler okumalı

Veri merkezi su hedefleri ve ısı atım topolojisi seçimi yapan soğutma tasarımcıları ve sürdürülebilirlik yöneticileri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Metodoloji (2.1 Literatür tarama metodolojisi, 2.2 Modelleme: genel modelleme çerçevesi, konvektif soğutma, iki fazlı daldırma soğutma)
3. 3. Sonuçlar (3.1 İnceleme özeti: veri merkezi soğutmasına genel bakış, ısıl yönetim yolu; 3.2 Su kullanım etkinliği (WUE); 3.3 Isı atım topolojisinin kategorilenmesi; 3.4 Modelleme sonuçları: ısı transfer katsayıları, ısı dağıtım akısı ve eşdeğer buharlaşmalı su talebi)
4. 4. Sonuçlar

İlgili standartlar

• ISO/IEC 30134-9 (WUE)
• Climate Neutral Data Centre Pact
• The Green Grid WP35 (WUE)

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Andre Cooper; Thi Bang Tuyen Nguyen

Yayıncı

Fluids (MDPI AG)

Yıl

2026

Cilt

11

Sayı

8

Sayfalar

201

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/fluids11080201

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye