Резкий рост числа центров обработки данных приводит к необходимости использования магнитных технологий для охлаждения

Примеры наглядно демонстрируются на недавних мероприятиях, посвященных центрам обработки данных, выставках систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, новых разработках продуктов и недавних заказах от операторов центров обработки данных. Разрабатываются более мощные и надежные системы ОВК с компрессорами, оснащенными безмасляными активными магнитными подшипниками, а встроенные в серверные стойки системы жидкостного охлаждения с использованием безгерметичных магнитоприводных насосов открывают новую парадигму охлаждения центров обработки данных. 

Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2030 году глобальный спрос на электроэнергию для центров обработки данных может увеличиться более чем вдвое, что усилит нагрузку на системы охлаждения, которым необходимо справляться с более высокими и изменчивыми нагрузками. В то же время, эффективность использования воды остается ключевым приоритетом, что увеличивает спрос на передовые технологии охлаждения, способные справляться с растущими тепловыми нагрузками, исключая при этом использование воды, связанное с охлаждением. 

На выставке AHR Expo этого года компания Daikin представила свои новейшие технологии охлаждения для центров обработки данных и коммерческого применения, включая четырехсекционный чиллер Magnitude WME-C (изображен выше), оснащенный технологией магнитных подшипников и имеющий мощность от 2000 до 3000 тонн. Чиллер предназначен для работы в условиях высокой плотности размещения оборудования и постоянной нагрузки. Еще одним выдающимся продуктом является чиллер AWM, обеспечивающий высочайшую эффективность в полностью компактном корпусе с воздушным охлаждением, также оснащенном безмасляными компрессорами с магнитными подшипниками. 

«Требования к охлаждению становятся все более сложными, особенно в центрах обработки данных», — сказал Ю Нишиваки, главный операционный директор Daikin Applied. «Операторам нужны решения, обеспечивающие надежность, масштабируемость и эффективность без компромиссов». 

Жидкостное иммерсионное охлаждение — новая парадигма охлаждения центров обработки данных. 

Традиционные системы воздушного охлаждения, такие как чиллеры, по-прежнему остаются наиболее распространенным методом охлаждения. Они используют воздух в качестве теплоотводящей среды, подавая холодный воздух на теплоотводящие ребра с помощью вентилятора, обеспечивая циркуляцию воздуха и отводя тепло, выделяемое сервером, за счет тепловой конвекции. Однако эффективность теплоотвода традиционных систем воздушного охлаждения ограничена. 

Однако современные центры обработки данных должны обрабатывать больше данных с большей скоростью, что приводит к трансформации архитектуры охлаждения. Традиционные системы воздушного охлаждения с трудом справляются с огромным количеством тепла, выделяемого при высокоплотных вычислениях. В последние годы появились серверные стойки и системы жидкостного охлаждения, ставшие инновационным решением. Когда сервер выполняет глубокое обучение и анализ данных, чрезвычайно большой объем данных и сложные процессы генерируют огромное количество тепла. Система жидкостного охлаждения может быстро и эффективно отводить это тепло, обеспечивая стабильную работу сервера. 

По сравнению с традиционными системами воздушного охлаждения, жидкостное охлаждение может повысить эффективность рассеивания тепла. Это связано с тем, что жидкость обладает лучшей теплопроводностью, чем воздух, и может быстрее поглощать и отводить тепло от сервера. В системах жидкостного охлаждения в качестве охлаждающей среды обычно используется фторированная жидкость, а циркуляцию охлаждающей жидкости в серверных стойках обеспечивает насос с магнитным приводом без уплотнений.

Одна из компаний, работающих на рынке систем жидкостного иммерсионного охлаждения в стойках, — это PTCX Pump. Расположенная на Тайване, эта компания, опираясь на более чем 40-летний опыт в системах перекачки химических жидкостей, производит безуплотнительные насосы с магнитным приводом. Как поясняется в компании, эти насосы играют решающую роль в жидкостном иммерсионном охлаждении. Приводимые в движение магнитной силой для передачи вращательной мощности от двигателя к рабочему колесу, они устраняют необходимость в традиционных механических валах и уплотнениях, снижая риск утечки жидкости и тем самым повышая надежность и безопасность системы. 

Еще одним поставщиком систем жидкостного иммерсионного охлаждения для стоек центров обработки данных является компания Submer, расположенная в Барселоне. SmartPod EVO — это новейшая разработка флагманского продукта Submer для иммерсионного охлаждения, обеспечивающая готовое к использованию решение для масштабируемых систем. Обладая мощностью рассеивания тепла более 140 кВт, она может быть сконфигурирована как с одним, так и с двумя блоками распределения охлаждающей жидкости (CDU) для оптимальной производительности. 

Производители оригинального оборудования разрабатывают новые поколения чиллеров с безмасляными магнитными подшипниками без уплотнений. 

В условиях растущего спроса на эффективные и экологичные системы централизованного охлаждения на Ближнем Востоке, компания LG Electronics демонстрирует там свои системы централизованного охлаждения с передовыми технологиями чиллеров, разработанными для повышения энергоэффективности и производительности. 

Системы Мунтерса продолжают развиваться. 

На недавней конференции DatacenterDynamics Connect в Вирджинии Кит Даннавант, вице-президент по стратегии предложений и управлению портфелем шведской компании Munters, рассказал о том, как компания внедряет инновации для удовлетворения быстро меняющихся потребностей современных центров обработки данных. Он подчеркнул приобретение компанией Munters итальянского производителя чиллеров с воздушным и водяным охлаждением Geoclima, считающегося лидером в системах с использованием технологии компрессоров с магнитными подшипниками, как ключевой шаг в расширении портфеля Munters. Он также объявил о предстоящем запуске нового завода в Корке, Ирландия, который будет поддерживать растущий мировой спрос на продукцию для охлаждения центров обработки данных. «Эти разработки позволяют нам опережать рыночный спрос на надежные и эффективные системы охлаждения», — пояснил он.   

Поступают новые заказы 

В линейке чиллеров Geoclima для центров обработки данных представлено шесть серий. Заказы на системы компании поступают в большом количестве. В апреле американский поставщик услуг размещения дата-центров заключил контракт на изготовление высокопроизводительных распределительных устройств для блоков обработки воздуха (CDU) и систем кондиционирования воздуха для компьютерных залов, устанавливаемых над стойками. Начало поставок ожидается в начале 2027 года, а поставки продлятся до первого квартала 2028 года. Стоимость заказа составляет около 2,0 млрд шведских крон. В декабре компания получила заказы на системы кондиционирования воздуха для компьютерных залов с охлажденной водой, распределительные устройства для блоков обработки воздуха (CDU) и чиллеры на общую сумму около 2,1 млрд шведских крон. Заказчиком является американская компания, предоставляющая услуги размещения дата-центров. Начало поставок запланировано на 4 квартал 2026 года, а поставки – на 1 квартал 2028 года.

Также в декабре компания получила заказ на чиллеры Circlemiser на сумму 82 млн долларов США (приблизительно 775 млн шведских крон). Заказчиком является американский поставщик услуг размещения оборудования в центрах обработки данных, специализирующийся на высокопроизводительных вычислениях для ИИ. Чиллеры будут установлены на крупном объекте ИИ для гипермасштабного арендатора, поставки запланированы на 2026 год. Рост бизнеса создает потребность в увеличении производственных мощностей в компании Munters, которая сейчас работает над расширением своего предприятия в Дейлвилле, штат Вирджиния, за счет пристройки площадью 200 000 квадратных футов, включая новую испытательную лабораторию для чиллеров. 

Поскольку развитие высокоплотных систем обработки данных стимулирует переход к центрам обработки данных с жидкостным охлаждением, компания Munters разработала семейство жидкостных блоков управления охлаждением LCX в дополнение к существующей продукции на основе жидкого хладагента. Разработанные для крупномасштабных систем жидкостного охлаждения, они контролируют поток и температуру охлаждающей жидкости, а также обеспечивают удаление частиц размером до 25 микрон с эффективностью 99,98%. 

Danfoss Turbocor — лидер в области магнитных технологий для безмасляных компрессоров. 

В основе стратегии охлаждения центров обработки данных Geoclima лежат чиллеры, оснащенные компрессорами Turbocor от Danfoss. Эти безмасляные компрессоры на магнитной левитации отличаются исключительной энергоэффективностью, обеспечивая оптимальную производительность при минимизации воздействия на окружающую среду, отмечается в сообщении. Компрессоры Danfoss Turbocor первыми применили магнитные подшипники в компрессорах, полностью подвешивая роторы без физического контакта, в то время как двигатели с постоянными магнитами и частотно-регулируемые приводы обеспечивают эффективность как при полной, так и при частичной нагрузке. 

Компрессоры Turbocor интегрированы в новые безводные чиллеры от ThermalWorks. 

В последнее время компрессоры стали применяться в безводных чиллерах на крышах центров обработки данных, расположенных в местах, где экономия воды является серьезной проблемой. Многие операторы полагаются на испарительные системы, которые потребляют миллионы галлонов воды ежедневно. Хотя испарительное охлаждение может обеспечить хорошую энергоэффективность, его водопотребление делает его все более неэкологичным для сообществ, сталкивающихся с засухой, регулированием и конкуренцией за общие ресурсы. 

Компания ThermalWorks, нью-йоркский производитель сверхэффективных модульных систем охлаждения, поставила перед собой задачу решить эту проблему напрямую: обеспечить производительность, необходимую современным центрам обработки данных, без использования воды. Их целью было разработать чиллер, который бы максимально повышал эффективность теплопередачи, интеллектуально адаптировался к изменяющимся погодным условиям и нагрузке, а также работал с той гибкостью и надежностью, которые требуются гипермасштабным объектам. Имея богатый опыт совместной разработки и инженерного сотрудничества, ThermalWorks объединилась с Danfoss для интеграции передовых компонентов Danfoss в продукт. 

Компрессоры TGS380 и другие компоненты Danfoss позволили системе воздушного охлаждения экономить энергию даже в условиях высоких температур окружающей среды без использования воды благодаря их способности работать при большом перепаде температур. «Наша цель состояла в том, чтобы достичь энергоэффективности адиабатической системы, но при этом создать сверхэффективную безводную конструкцию, чего еще не было в отрасли», — сказал Джон Костакис, генеральный директор ThermalWorks. 

Джонсон Контролс/Йорк 

На недавних мероприятиях Data Center World, в том числе в Лондоне и на Data Center World 2026, состоявшейся в апреле в Вашингтоне, округ Колумбия, компания Johnson Controls, еще один крупный производитель оборудования в индустрии ОВК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха), демонстрировала свою линейку чиллеров YORK с магнитными подшипниками.

В феврале компания представила свою последнюю инновацию в области управления тепловыми процессами в центрах обработки данных — чиллер с воздушным охлаждением и магнитными подшипниками YDAM, обеспечивающий охлаждение мощностью 3,5 МВт и увеличивающий плотность размещения оборудования на 20% при компактных габаритах. Разработанный специально для решения сложных задач, связанных с пространством и площадкой в ​​многоэтажных центрах обработки данных высокой плотности, он создан на основе технологии чиллеров с магнитными подшипниками YVAM, помогая центрам обработки данных масштабироваться быстрее и эффективнее без потребления воды. 

В связи с растущими ограничениями по площади, многоэтажные центры обработки данных и фабрики по производству оборудования для искусственного интеллекта становятся все более распространенными, увеличивая плотность свободного пространства (где размещаются стойки) до 10 раз. Поэтому лидерам центров обработки данных необходимы более эффективные решения для управления тепловым режимом, которые бы соответствовали уменьшающейся высоте крыши. Благодаря охлаждающей мощности в 3,5 МВт, YDAM обеспечивает увеличение плотности размещения оборудования до 20% при более компактных габаритах по сравнению с конкурирующими решениями. Он помещается на стандартный 53-футовый прицеп-платформу, что упрощает транспортировку и минимизирует затраты на перевозку, такелажные работы и подъем. Начало поставок запланировано на конец 2026 года. 

«Искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления выводят центры обработки данных за пределы традиционных ограничений. Вертикальные площадки могут открыть новые возможности для роста, но они требуют решений по управлению тепловым режимом, обеспечивающих максимальную эффективность охлаждения при минимальной занимаемой площади», — сказал Остин Доменичи, вице-президент и генеральный директор Johnson Controls Global Data Center Solutions. «Впечатляющая мощность и уменьшенные габариты YDAM могут позволить операторам сократить количество чиллеров на площадке до половины, ускоряя развертывание и помогая удовлетворить потребности в квалифицированной рабочей силе на местах». 

В чиллерах используются компрессоры YORK с магнитными подшипниками, разработанные компанией Johnson Controls в результате приобретения в 2019 году компании Synchrony, разработчика передовых магнитных подшипников, высокоскоростных двигателей и генераторов, в которых роторы с постоянными магнитами установлены на магнитных подшипниках для повышения эффективности и увеличения крутящего момента. Чиллеры разрабатываются в современном Центре передовых разработок и проектирования Johnson Controls в Пенсильвании, одном из крупнейших и самых передовых в мире научно-исследовательских, опытно-конструкторских и испытательных центров в области систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Центр JADEC занимает семь акров и включает более 20 специализированных лабораторий, в которых ежемесячно проводится более 1000 испытаний в реальных условиях эксплуатации.