Apa itu adiabatic cooling (Pendinginan Adiabatik)?
Pendinginan adiabatik adalah proses mengurangi panas melalui perubahan tekanan udara akibat ekspansi volume. Dalam pusat data dan fasilitas lainnya, proses adiabatik telah dimanfaatkan untuk metode free cooling, yang menggunakan fenomena alami untuk mengatur suhu.
Prinsip pendinginan adiabatik telah digunakan untuk mengembangkan unit pendingin yang dapat menghemat jutaan liter air setiap tahun, terutama di industri dan pusat data. Di Amerika Serikat, menara pendingin lama menggunakan sekitar 1,5 kuadriliun liter air per tahun, yang sering kali berakhir dalam kondisi tercemar.
Bagaimana Cara Kerja Pendinginan Adiabatik?
Sistem pendinginan adiabatik digunakan bersama dengan pendingin evaporatif. Sistem ini terdiri dari kipas besar yang menarik udara hangat melalui bantalan yang dibasahi air. Saat air dalam bantalan menguap, udara menjadi lebih dingin dan didorong ke dalam ruang pusat data. Suhu udara lingkungan dapat dikontrol dengan menyesuaikan aliran udara pendingin.
Sebaliknya, pemanasan adiabatik terjadi saat massa udara yang lebih dingin dan kurang padat turun serta meningkat suhunya akibat molekul yang tertekan menjadi lebih aktif dan bergetar.
Pendinginan Adiabatik vs. Evaporatif
Penggunaan air adalah perbedaan utama antara sistem pendinginan adiabatik dan evaporatif.
Pendinginan Adiabatik
Sistem pendinginan adiabatik menggunakan lebih sedikit air dibandingkan sistem pendinginan evaporatif. Namun, sistem ini mungkin mengonsumsi lebih banyak energi dan memerlukan lebih banyak ruang di dalam pusat data karena tidak memiliki menara pendingin yang biasanya dipasang di atap.
Pendinginan Evaporatif
Sistem pendinginan evaporatif menggunakan lebih banyak air dibandingkan sistem adiabatik. Sistem ini juga menggunakan pendingin dengan menara pendingin untuk mendinginkan air sebelum disirkulasikan ke pusat data. Sistem evaporatif lebih hemat energi dibandingkan sistem adiabatik, tetapi menara pendinginnya mungkin memakan lebih banyak ruang.
Namun, menara pendingin dalam sistem evaporatif memiliki riwayat sebagai tempat berkembangnya penyakit Legionnaires. Oleh karena itu, menara pendingin harus diperiksa dan dibersihkan secara rutin untuk mencegah pertumbuhan bakteri.
Evaluasi Sistem Pendinginan Pusat Data
Sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC) sangat penting untuk efisiensi pusat data. Berbagai jenis sistem HVAC digunakan di pusat data, termasuk sistem pendinginan adiabatik.
Setiap sistem pendinginan memiliki kelebihan dan kekurangannya. Saat mengevaluasi sistem HVAC, perhatikan faktor berikut:
- konsumsi daya;
- kebutuhan ruang;
- saluran udara yang diperlukan;
- ketersediaan air;
- temperatur air yang tersedia;
- keberadaan dan lokasi menara pendingin; dan
- persyaratan instalasi pipa lainnya.
Pendinginan Adiabatik dalam Alam
Secara alami, pendinginan adiabatik sering terjadi di daerah dengan ketinggian tinggi. Seperti yang terlihat dalam pembentukan awan, massa udara yang dipanaskan mengembang dan berkurang kerapatannya, sehingga naik di atas massa udara yang bertekanan lebih tinggi.
Ketika massa udara mencapai area dengan tekanan lebih rendah, ia mengembang lebih lanjut, kehilangan energi, dan menurunkan suhu udara. Ketika udara yang mendingin melewati titik embun, uap air berkondensasi menjadi awan, yang dengan cukup kelembapan dan pendinginan dapat menghasilkan hujan.