สารทำความเย็นกับ Data Center ตอนที่ 3
สารทำความเย็นอยู่ตรงไหนของ Data Center?
เมื่อพูดถึง Data Center หลายคนอาจนึกถึงห้องที่เต็มไปด้วยตู้ Server แต่ในความเป็นจริง เบื้องหลังการทำงานของ Server ยังต้องมีระบบพลังงาน ระบบทำความเย็น และระบบความปลอดภัยจำนวนมากทำงานอยู่ตลอด 24 ชั่วโมง
เราสามารถแบ่ง Data Center ออกเป็น 4 โซนหลัก
1. IT Room
พื้นที่ของ Server Rack, Storage และ Network Equipment เป็นจุดที่เกิดความร้อนจาก CPU, GPU และอุปกรณ์ประมวลผลโดยตรง โดยเฉพาะ Server สำหรับ AI และ HPC ที่มี Heat Density สูงมาก
2. Cooling Plant
พื้นที่ผลิตและระบายความร้อน ประกอบด้วย Chiller, Pump, Cooling Tower, Dry Cooler รวมถึงระบบท่อน้ำเย็น ทำหน้าที่รับความร้อนออกจาก IT Room แล้วนำไปทิ้งภายนอกอาคาร
3. Power & Electrical
ประกอบด้วย Transformer, Switchgear, UPS, Generator และระบบจ่ายไฟต่าง ๆ เพื่อให้ Data Center สามารถทำงานต่อเนื่องแม้เกิดความผิดปกติกับระบบไฟฟ้าหลัก
4. Building & Safety System
เช่น Fire Protection, CCTV, Access Control, Building Management System และระบบ Monitoring ที่ช่วยควบคุมความปลอดภัยและสภาพแวดล้อมของ Data Center
ในทั้งหมดนี้ สารทำความเย็น (Refrigerant) จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบ Cooling เป็นหลัก หน้าที่ของ Cooling System คือพาความร้อนจากบริเวณ CPU/GPU ออกจาก IT Room แล้วถ่ายเทออกสู่ภายนอกอาคารให้เร็วและมีประสิทธิภาพที่สุด
ใน Data Center ที่ใช้ระบบ Chilled Water ความร้อนจากเซิร์ฟเวอร์จะถูกถ่ายเทสู่อากาศหรือของเหลว แล้วส่งผ่าน CRAH หรือ CDU เพื่อนำความร้อนไปให้กับระบบน้ำเย็น จากนั้น Chiller จะใช้สารทำความเย็นดึงความร้อนจากน้ำไประบายทิ้งที่ Cooling Tower หรืออากาศภายนอก
แต่ถ้าเป็น Air-Cooled Chiller ความร้อนจะถูกระบายออกสู่อากาศภายนอกโดยตรง ดังนั้นสารทำความเย็นจึงเปรียบเสมือน ตัวกลางสำคัญในโรงงานผลิตความเย็นของ Data Center มากกว่าจะเป็นของเหลวที่วิ่งอยู่รอบ Server
ปัจจุบัน Data Center ใช้สารทำความเย็นอะไร?
Data Center ที่สร้างและใช้งานมาหลายปี ยังสามารถพบสารกลุ่ม HFC อย่าง R-134a อยู่ เนื่องจาก R-134a เคยเป็นหนึ่งในสารหลักของ Chiller ทั้ง Screw และ Centrifugal ในช่วงที่ผ่านมา
แต่เมื่ออุตสาหกรรมเริ่มให้ความสำคัญกับการลด GWP มากขึ้น ผู้ผลิต Chiller ก็เริ่มพัฒนาเครื่องสำหรับสารทำความเย็นรุ่นใหม่สำหรับ Data Center ที่มีทางเลือกทั้ง R-513A, R-515B และ R-1234ze(E) ซึ่ง Colder Solution เคยพูดถึงอย่างละเอียดไปแล้วในบทความ สารทำความเย็น Data Center ยุค AI
โดยแต่ละสารทำความเย็นจะถูกเลือกให้เหมาะกับ Chiller, ขนาด Cooling Plant, ประสิทธิภาพ, ความปลอดภัย และเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมของ Data Center
• R-134a: น้ำยายุคเดิมที่ยังพบใน Existing Chiller มี GWP สูงและกำลังถูกกดดันจากทิศทาง HFC Phase-down
• R-513A: ทางเลือกสำหรับการเปลี่ยนผ่านจาก R-134a ด้วย Class A1 (ไม่ติดไฟ) และมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับ R-134a จึงมีความน่าสนใจสำหรับ Existing Chiller บางรุ่น รวมถึงเครื่องใหม่ที่ยังต้องการคุณสมบัติด้านความปลอดภัยสูง แต่ได้ GWP ที่ต่ำลงมากถึง 56%
• R-515B: อีกหนึ่งทางเลือก Low-GWP ที่ยังรักษา Safety Class A1 เหมาะกับโครงการที่ต้องการลด GWP ลงมากกว่า R-513A แต่ยังไม่ต้องการใช้สาร A2L
• R-1234ze: Ultra-Low GWP สำหรับเครื่อง Chiller Generation ใหม่ ที่มีค่า GWP ต่ำมาก และเริ่มถูกนำมาใช้กับทั้ง Air-Cooled, Water-Cooled, Screw และ Centrifugal Chiller แต่เป็น A2L จึงต้องออกแบบระบบและมาตรการด้านความปลอดภัยให้เหมาะสมตั้งแต่ต้น
• R-1233zd: ซึ่งเหมาะกับ Low-Pressure Centrifugal Chiller โดยเฉพาะ สำหรับ Hyperscale และ Colocation Data Center ที่ใช้ R-1233zd ถือว่า สารทำความเย็น ตัวนี้มีบทบาทในอีก Scale หนึ่งของ Data Center Cooling.
อนาคตที่มากกว่า "น้ำยาแอร์"
เมื่อ AI Server มี Heat Density สูงขึ้น การส่งลมเย็นผ่าน Server เพียงอย่างเดียวเริ่มไม่เพียงพอ จึงเกิด Direct-to-Chip Liquid Cooling ที่จะนำ Cold Plate ไปสัมผัสกับ CPU หรือ GPU โดยตรง แล้วให้ Fluid (ของไหล) ผ่าน Cold Plate เพื่อรับความร้อนออกมาจากชิป
แต่ของไหลที่ผ่านชิปจะไม่ใช่สารทำความเย็น แต่จะใข้ Technology Cooling System หรือ Secondary Cooling Loop ซึ่งใช้ Water/Glycol หรือ Cooling Fluid ตามที่ผู้ออกแบบกำหนด
CDU จะทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมระหว่างวงจรของ Server กับระบบ Cooling Infrastructure ของอาคาร โครงสร้าง Cooling รุ่นใหม่จึงสามารถมีทั้ง Air Cooling, Direct-to-Chip และ Chilled Water ทำงานร่วมกันในระบบเดียวได้.
ตรงนี้ทำให้เห็นว่า แม้ Data Center จะเปลี่ยนจาก Air Cooling ไปใช้ Liquid Cooling มากขึ้น แต่ Chiller และ Refrigerant ไม่ได้หายไปโดยอัตโนมัติ โดยเฉพาะ Data Center แบบ Hybrid ที่ยังต้องจัดการทั้งความร้อนจาก GPU และความร้อนจากอุปกรณ์อื่นภายใน Rack ไปพร้อมกัน
อนาคต เมื่อ Cooling Fluid เข้าไปสัมผัส Server โดยตรง
อีกขั้นหนึ่งของ Liquid Cooling คือ Immersion Cooling ที่จะนำ Server หรือ Electronic Components ลงไปจุ่มใน ของไหล Dielectric ที่ไม่นำไฟฟ้าโดยตรง โดยสามารถแบ่งได้เป็น 2 แนวทางหลัก
1) Single-Phase Immersion Cooling
ของเหลวรับความร้อนจาก Server แต่อยู่ในสถานะของเหลวตลอดเวลา ก่อนถูกปั๊มออกไปยัง Heat Exchanger เพื่อระบายความร้อน
2) Two-Phase Immersion Cooling
ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนสถานะของของเหลว เมื่อรับความร้อนจากอุปกรณ์จนถึงจุดเดือด ของเหลวจะกลายเป็นไอ จากนั้นไอจะลอยขึ้นไปสัมผัส Condenser ภายใน Tank และควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีกครั้ง
นี่ทำให้สารที่ใช้มีหน้าที่คล้ายกับ สารทำความเย็น ในแง่ที่ใช้ Phase Change ในการขนส่งความร้อน แต่ต้องมีคุณสมบัติสำคัญเพิ่มเติมคือสามารถสัมผัสวงจร Electronics ได้โดยไม่ทำให้เกิดการลัดวงจร
อย่าง Opteon™ 2P50 ที่ไม่ได้จัดเป็นสารทำความเย็น แต่เรียกว่า Developmental Dielectric Heat Transfer Fluid เป็น HFO Fluid ที่ถูกพัฒนาสำหรับ Two-Phase Immersion Cooling โดยเฉพาะ มีค่า GWP 10
หลักการทำงานคือ Server สามารถถูกจุ่มลงใน 2P50 ได้โดยตรง เมื่อ CPU และ GPU ทำงานและสร้างความร้อน อุณหภูมิของ 2P50 ที่อยู่บริเวณผิวอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นจนเดือดและกลายเป็นไอ ไอจะลอยขึ้นด้านบนของ Immersion Tank ไปสัมผัส Condenser จากนั้นจะเกิดการควบแน่น กลายเป็นของเหลว กลับลง Tank และเริ่มรับความร้อนใหม่
แต่ถึงอย่างนั้น Immersion Cooling ก็ยังไม่ใช่มาตรฐานการออกแบบ Data Center ในปัจจุบันที่สามารถนำมาแทนที่ระบบเดิมได้ทั้งหมด 100% ทันที การระบายความร้อนในยุคเปลี่ยนผ่านยังคงต้องอาศัยวงจรน้ำเย็นจาก Chiller Plant เข้ามาช่วยรองรับความร้อนจากระบบ Liquid Cooling หรือจัดการความร้อนของอุปกรณ์อื่นๆ ในพื้นที่ IT Room ควบคู่กันไป
นี่คือเหตุผลที่ทั้ง Low-GWP Refrigerant สำหรับ Chiller และ Dielectric Cooling Fluid สำหรับ Liquid/Immersion Cooling จะมีบทบาทมากขึ้นพร้อมกันใน Data Center ยุค AI เพียงแต่ทำหน้าที่อยู่ คนละจุดของ Cooling Infrastructure
หาก Cooling Plant ของคุณกำลังมองหาสารทำความเย็น Low-GWP เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับสถาปัตยกรรมยุคใหม่ Colder Solution มีน้ำยาแอร์สำหรับ Chiller ครบทุกไลน์อัป ทั้ง R-513A, R-515B และกลุ่ม Ultra-Low GWP อย่าง R-1234ze
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
