مشروع تجديد غرفة حاسب البيانات بجامعة ناننينغ

عادةً ما تتضمن مراكز البيانات الصغيرة والمتوسطة غرف IDC وغرفًا شاملة، تتميز بكثافة عالية للخزائن وتولد حرارة عالية. وتستخدم هذه المراكز عادةً أنظمة تكييف هواء دقيقة مبردة بالهواء، وأنظمة تبريد مياه مبردة بالهواء. تُستخدم أجهزة تكييف الهواء الطرفية على مستوى الغرفة أو على مستوى الصف داخل المباني. عادةً ما يصل مؤشر كفاءة الطاقة (PUE) لهذه الغرف القديمة إلى 1.6 أو أكثر.

مع النمو السريع لحجم مراكز البيانات وكميتها، وخاصةً مع الترويج لأهداف الكربون المزدوج، أصبح تقليل استهلاك الطاقة في مراكز البيانات تحديًا ملحًا. ولمعالجة هذه المشكلة، بدأ قطاع مراكز البيانات باستكشاف استخدام مصادر التبريد الطبيعية وإدخال تقنيات جديدة لتحسين كفاءة الطاقة، مما يقلل استهلاكها ويحسن كفاءة الطاقة الكلية للنظام. وعلى وجه الخصوص، يمكن لتقنية التبريد التبخيري الاستفادة الكاملة من مصادر التبريد الطبيعية وتحسين كفاءة الطاقة في معدات التبريد التقليدية، وقد طُبقت على نطاق واسع في السنوات الأخيرة. بالنسبة لغرف الكمبيوتر القديمة التي تستخدم أنظمة تبريد المياه المبردة بالهواء، يمكن للتجديدات الموفرة للطاقة باستخدام محطة التبريد المتكاملة بتقنية Aolan الفريدة الحاصلة على براءة اختراع أن تحسن بشكل فعال وقت الاستخدام الطبيعي وكفاءة الطاقة في النظام.

نظرة عامة على المشروع

يقع مركز البيانات في مدينة ناننينغ بمقاطعة قوانغشي، في مبنى واحد مكون من 27 طابقًا بمساحة تقريبية تبلغ 270 مترًا مربعًا. يتم ترتيب الخزائن ومعدات تكييف الهواء وصواني الكابلات والكابلات في غرفة الكمبيوتر بكثافة وتولد كمية كبيرة من الحرارة. يوجد 6 أعمدة من الخزائن مرتبة في غرفة الكمبيوتر، تم عزل 4 أعمدة من الخزائن منها عن طريق سد الممرات الباردة والساخنة، باستخدام تكييف الهواء بين الأعمدة للتبريد. يتم وضع العمودين الآخرين من الخزائن بشكل منفصل ويتم تبريدهما باستخدام مزيج من تكييف الهواء على مستوى الغرفة ومستوى الأعمدة. يبلغ الحمل الإجمالي لمعدات تكنولوجيا المعلومات في غرفة الكمبيوتر 82.81 كيلو واط، والحرارة الناتجة عن معدات توزيع الطاقة هي 7.35 كيلو واط؛ يتكون نظام تكييف الهواء الأصلي في غرفة الكمبيوتر من مبردات معيارية مبردة بالهواء ومكيفات هواء دقيقة بالماء المبرد على مستوى الغرفة الداخلية. تم تركيب وحدات التبريد المعيارية المبردة بالهواء على طبقة معدات السقف ونقل المياه المبردة إلى نهاية غرفة الكمبيوتر من خلال مضخة مياه.

خطة التجديد

لتقليل استهلاك الطاقة (PUE) لغرفة الحاسوب والاستفادة الكاملة من التبريد الطبيعي الخارجي منخفض الحرارة، استُخدمت محطة تبريد متكاملة مخصصة بالتبخير غير المباشر لغرفة حاسوب بيانات Aolan لتحل محل المبرد المعياري الأصلي المبرد بالهواء، وذلك لتوفير مصدر مياه باردة لمبرد الهواء الطرفي في غرفة الحاسوب. ويبقى مكيف الهواء الداخلي الدقيق الطرفي دون تغيير. تتضمن محطة التبريد المتكاملة نظام تبريد بالماء البارد بالتبخير، ونظام تبريد إضافي بضاغط مساعد، ومضخة مياه دائرية، ومبادل حراري ذي صفيحة قابلة للفصل لتبادل الحرارة الرئيسي والثانوي، وغيرها، مما يوفر الماء البارد مباشرة لمعدات تكييف الهواء الداخلي الدقيق الطرفي. تتراوح درجة حرارة إمداد الماء البارد ومياه العودة الطرفية بين 18 و24 درجة مئوية. توفر محطة التبريد المتكاملة ماءً باردًا منخفض الحرارة للتشغيل على مدار العام، ويُستخدم المبرد الأصلي المبرد بالهواء كإجراء احتياطي فقط أثناء صيانة المعدات.

يُظهر التأثير أن محطة التبريد المتكاملة بالتبخير غير المباشر تعمل كمصدر تبريد لتكييف الهواء في مركز البيانات، مستفيدةً من التبريد الطبيعي بشكل كامل. ويمكنها ضبط درجة حرارة تبديل الوضع بحرية وفقًا لمتطلبات تصميم المشروع لتلبية متطلبات استخدام التبريد على مدار العام. واستنادًا إلى الظروف الجوية المحلية على مدار العام، يتم اعتماد وضع توفير الطاقة بالتبريد الطبيعي النقي منخفض الحرارة، ووضع التبريد المختلط متوسط الحرارة، ووضع التبريد العميق بالضاغط الميكانيكي المساعد عالي الحرارة. وبالمقارنة مع مبرد الهواء الأصلي المبرد، يمكن لجزء مصدر التبريد توفير حوالي 50% من الطاقة. تدمج محطة التبريد المتكاملة Aolan تقنية التبريد التبخيري غير المباشر، وتقنية التبديل الذكي بالذكاء الاصطناعي، وتقنية التحكم في تحويل التردد، وتقنية جمع وتحليل استهلاك الطاقة عن بُعد، مما يوفر حلاً فعالاً وموفرًا للطاقة في صناعة الاتصالات.