Dung lượng của các trung tâm dữ liệu đang phát triển nhanh chóng, nhưng mỗi megabyte dữ liệu hay mỗi phép tính AI đều tiêu tốn thêm năng lượng. Tại các trung tâm dữ liệu, chỉ 60-80% tổng năng lượng được sử dụng để vận hành phần cứng máy chủ và thiết bị IT, trong khi 20-40% còn lại dùng để làm mát các thiết bị quan trọng này.
Tuy nhiên, các trung tâm dữ liệu thế hệ mới nhất, nhờ sử dụng công nghệ làm mát hiệu quả cao, giờ đây chỉ tiêu tốn 10% tổng năng lượng cho việc làm mát. Thành tựu này chủ yếu đạt được nhờ vào các công nghệ làm mát tự do (free cooling) và làm mát bay hơi (evaporative cooling) tiên tiến.
Tìm hiểu chi tiết về các hệ thống làm mát Free, Evaporative và Adiabatic
Làm mát tự do (Free Cooling – FC)
Được biết đến với tên gọi “chế độ tiết kiệm năng lượng” (economiser mode), phương pháp này sử dụng không khí bên ngoài để hỗ trợ làm mát, giúp hạn chế sử dụng các hệ thống làm lạnh cơ học hoặc làm mát bay hơi vốn tiêu tốn nhiều năng lượng. Chế độ này đặc biệt hiệu quả vào những tháng lạnh hơn hoặc vào ban đêm.
Làm mát bay hơi trực tiếp (Direct Evaporative Cooling – DEC)
Phương pháp này tận dụng quá trình bay hơi tự nhiên của nước để loại bỏ nhiệt. Nước được phun hoặc phân tán lên vật liệu trao đổi nhiệt, bay hơi và hấp thụ nhiệt, làm mát không khí đi vào trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, điều này ảnh hưởng đáng kể đến độ ẩm của không khí.
Làm mát bay hơi gián tiếp (Indirect Evaporative/Adiabatic Cooling – IEC)
Hệ thống này giúp tăng hiệu quả của làm mát tự do và tránh được những hạn chế của làm mát bay hơi trực tiếp. Quá trình bay hơi của nước được sử dụng để làm mát không khí bên ngoài, sau đó không khí đã làm mát này sẽ làm mát không khí cung cấp cho trung tâm dữ liệu thông qua bộ trao đổi nhiệt. Bằng cách này, mức độ ẩm có thể được kiểm soát một cách cẩn thận.
Làm mát cơ học DX/CW (Mechanical Cooling)
Khi các điều kiện không cho phép sử dụng các phương pháp làm mát hiệu quả, các cuộn Direct Expansion (DX) và chilled water (CW) sẽ cung cấp thêm khả năng làm mát. Các hệ thống này thường được thiết kế để dự phòng, đảm bảo luôn có đủ công suất làm mát khi cần.
Vai trò cốt lõi của việc đo lường độ ẩm
Việc đo lường độ ẩm chính xác là yếu tố sống còn để các công nghệ làm mát hoạt động tối ưu. Kiểm soát độ ẩm giúp đảm bảo hiệu suất hệ thống, ngăn ngừa hư hỏng phần cứng do ngưng tụ hơi nước và duy trì độ tin cậy.
Ngăn ngừa ngưng tụ hơi nước
Trung tâm dữ liệu chứa đầy các thiết bị điện tử nhạy cảm. Ngưng tụ hơi nước có thể xảy ra khi điểm sương của không khí vượt quá nhiệt độ của bất kỳ bề mặt nào, dẫn đến chập mạch và ăn mòn. Việc theo dõi và kiểm soát độ ẩm giúp ngăn chặn rủi ro này.
Tối ưu hóa công suất làm mát
Hiệu quả của một hệ thống làm mát bay hơi bị ảnh hưởng trực tiếp bởi độ ẩm trong không khí; không khí quá ẩm sẽ không thể hấp thụ hơi nước hiệu quả, làm giảm công suất làm mát. Các cảm biến độ ẩm chính xác cho phép điều chỉnh hệ thống theo thời gian thực để duy trì hiệu quả. Với các sản phẩm như Thiết bị truyền tín hiệu độ ẩm và nhiệt độ tiêu chuẩn Rotronic HF3 hoặc hiệu suất cao Rotronic HF5A, bạn có thể dễ dàng kiểm soát được các thông số này.
Tuân thủ tiêu chuẩn ASHRAE và độ tin cậy
Tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ sư Nhiệt lạnh và Điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE) đưa ra các khuyến nghị về mức độ ẩm lý tưởng để ngăn ngừa phóng tĩnh điện và các vấn đề liên quan đến độ ẩm khác. Tuân thủ những tiêu chuẩn này giúp trung tâm dữ liệu hoạt động ổn định và tránh thời gian chết.
Phân tích kỹ thuật: Điểm sương và các giá trị Psychrometric khác
Điểm sương
Đây là nhiệt độ mà tại đó không khí bão hòa với độ ẩm và bắt đầu hình thành sương. Hiểu rõ điểm sương là yếu tố then chốt giúp các nhà quản lý trung tâm dữ liệu dự đoán thời điểm ngưng tụ hơi nước có khả năng xảy ra, từ đó ngăn ngừa hư hại do ẩm ướt trong môi trường nhạy cảm này.
Các giá trị Psychrometric khác
Bao gồm độ ẩm tương đối, nhiệt độ bầu ướt và độ ẩm riêng, tất cả đều đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc tính của không khí trong trung tâm dữ liệu. Nắm rõ các giá trị này giúp thiết kế và vận hành hệ thống HVAC một cách hiệu quả, đảm bảo chúng phản ứng chính xác với sự thay đổi của cả nhiệt độ bên trong lẫn điều kiện thời tiết bên ngoài.
Hệ thống kiểm soát độ ẩm tiên tiến: Các tính năng và lợi ích
Để các hệ thống làm mát bay hơi và làm mát tự do hoạt động tối ưu, trung tâm dữ liệu cần các hệ thống kiểm soát độ ẩm tiên tiến với những tính năng sau:
- Độ chính xác và phản ứng nhanh: Các cảm biến có độ chính xác cao cung cấp dữ liệu độ ẩm theo thời gian thực, cho phép điều chỉnh ngay lập tức các hệ thống làm mát, nâng cao cả hiệu quả năng lượng lẫn khả năng phản ứng của hệ thống.
- Tích hợp với hệ thống DCIM (Quản lý Cơ sở hạ tầng Trung tâm dữ liệu): Dữ liệu từ các cảm biến cần được tích hợp liền mạch vào hệ thống DCIM để quản lý và phân tích tập trung. Đầu dò độ ẩm và nhiệt độ kỹ thuật số Rotronic HCD-S-MOD Modbus là một ví dụ điển hình cho giải pháp này, giúp dễ dàng kết nối vào các hệ thống điều khiển hiện đại.
- Độ bền trong môi trường khắc nghiệt: Trong một môi trường đầy biến động như trung tâm dữ liệu, các cảm biến và hệ thống kiểm soát phải đủ mạnh mẽ và tin cậy để chịu được luồng không khí mạnh, bụi bẩn và nhiệt độ thay đổi.
- Dễ dàng hiệu chuẩn và bảo trì phòng ngừa: Thời gian chết là điều không thể chấp nhận được. Do đó, các thiết bị phải được thiết kế để có thể bảo trì và hiệu chuẩn mà không làm gián đoạn hoạt động.
Kết luận
Khi các trung tâm dữ liệu tiếp tục phát triển theo hướng tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường, việc tích hợp các công nghệ như làm mát bay hơi và làm mát tự do, kết hợp với hệ thống giám sát môi trường chính xác, sẽ tiếp tục là nền tảng của chiến lược cơ sở hạ tầng hiện đại.
Việc đo lường và kiểm soát chính xác nhiệt độ, độ ẩm và các giá trị psychrometric khác không chỉ đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn như ASHRAE mà còn nâng cao hiệu quả vận hành, tính bền vững và độ tin cậy tổng thể. Bằng cách ưu tiên các hệ thống quản lý môi trường tiên tiến, các trung tâm dữ liệu có thể đạt được những cải thiện đáng kể về cả hiệu suất lẫn hiệu quả chi phí.
Hơn nữa, các thiết bị chuyên dụng như Thiết bị truyền tín hiệu áp suất chênh lệch Rotronic PF4/5 hoặc đầu dò áp suất chênh lệch RMS PCD-S là những công cụ không thể thiếu để đo lường và quản lý luồng khí trong các khu vực quan trọng, đảm bảo môi trường hoạt động luôn lý tưởng.
——————————–
Liên hệ nhà phân phối ủy quyền của ROTRONIC tại Việt Nam
Công ty TNHH TM UNITEK
Hotline: 0915.287.010
Mail: hongy.nguyen@unitekco.com
Website: www.rotronic.com.vn
