在人工智能、边缘计算和物联网(IoT)发展的推动下，模块化数据中心已成为许多企业成功运营的关键组成部分。对计算的日益依赖使传统模块化数据中心的局限性更加明显。这些缺点包括灵活性不足、规模过大导致效率低下以及与本地交易工作相关的高成本。
对更关键的电力、灵活的冷却选项和即时IT容量的需求也在不断变化。如今，拥有60-100kW和10-12个机架的传统数据中心可能已不再足够，这凸显了能够满足当今企业动态需求的模块化数据中心的重要性和相关性。在这些挑战中，企业可能会考虑预制模块化解决方案(PFM)和冷冻水系统作为更合适的选择。
采用冷冻水系统适应高密度计算
热管理是数据中心运营成功的重要支柱。有效的热管理不仅可以确保设备可靠性，还可以解决成本控制、运营节约和环境可持续性等问题。
过去，数据中心的热管理主要由直接膨胀(DX)冷却装置（也称为计算机房空调或CRAC装置）主导。这些装置通过蒸汽压缩循环从空气中去除热量。然而，市场现在正在寻找能够提高运行效率和能源效率的替代解决方案，例如冷冻水系统。
了解冷冻水系统
冷冻水系统用水代替空气进行冷却。这些解决方案也是基于蒸汽压缩的，但通常包括自由冷却功能，并通过空白区域之外更广泛的集中组件实现更高的整体效率。
在冷冻水系统中，制冷剂储存在带有预测试回路的冷冻机组中，以防止泄漏。监控系统可以在运行过程中检测泄漏，有助于防止制冷剂损失。冷冻水系统可以使用对大气影响较小的其他制冷剂，包括氢氟烯烃(HFO)和HFO混合制冷剂。
冷冻水系统的优点
冷冻水系统具有多项综合优势，在可预见的未来，该解决方案将成为数据中心的主要全球冷却技术。这些优势包括其固有的大规模效率、利用较低环境空气温度进行免费冷却的能力，以及通过环保制冷剂减少对环境的影响。这些特点增强了运营能力并符合全球可持续发展目标，使冷冻水系统成为面向未来的数据中心运营的战略选择。
减少碳排放
冷冻水系统可以使用低全球变暖潜能值(GWP)制冷剂类型（例如HFO）来减少直接排放。为了说明这些制冷剂的环境效益，我们来看看它们对两种常见冷水机组的影响：
小型和中型数据中心冷水机组传统上采用R410A（GWP1924），现在提供R454B（GWP466）、R32（GWP677）或R290等天然制冷剂等替代品。
中型和大型数据中心过去使用带有螺杆式，或离心式压缩机的冷却器来冷却其设备，使用GWP为1300的R134a冷却剂。现在，他们正在改用GWP为573的R513A或GWP小于1的R1234ze等冷却剂，以减少对环境的影响。
因此，冷冻水系统提供了一种比传统冷却方法更有效的替代方案，并且无需对现有数据中心布局进行大量投资或改变，即可降低直接排放。
冷冻水系统还可以通过提高能源效率来减少间接排放，有可能支持低于1.1的部分电源使用效率(pPUE)。随着人们对全球变暖和环境可持续性的担忧日益增加，一些地区现在强制采用此类热解决方案。
增强数据中心的安全性和灵活性
除了可持续性之外，该系统的设计也值得关注，尤其是考虑到人们对现代制冷剂的可燃性担忧。冷冻水系统的优势在于将冷却装置置于数据中心之外，从而减轻了与设施可燃制冷剂相关的任何类型的风险。
此外，冷冻水系统在室外冷却装置放置方面具有固有的灵活性。冷冻水系统没有固定配置要求和物理限制，可适用于各种运营需求。
提高连续性
更重要的是，冷冻水系统提供了强大的连续性措施，利用辅助冷水储水箱在断电期间增强热储备，确保不间断冷却以保持最佳运行条件。凭借这些多方面的优势，冷冻水系统成为一种可靠而有效的解决方案，可满足当代数据中心环境不断变化的需求。
冷冻水系统还可用于非架空地板设计，为现有数据中心添加液体冷却提供了灵活性。这是高密度计算需求的一项新兴需求，随着时间的推移，这一需求越来越受到关注。
高密度支持的首选方案
由于其可靠性、可扩展性和增强的热容量，冷冻水被广泛应用于各个领域，包括电信、政府、能源/公用事业、安全、制造和科学。冷冻水正成为大规模和高性能计算应用的首选冷却方法。
总结
数据中心冷却是基础，但我们必须考虑可持续性要求和不断变化的客户期望。随着日常计算的增加，数据中心环境显然不会保持统一。
