Centra danych AI zużywają coraz więcej energii: Czy lepsza filtracja powietrza może zmniejszyć obciążenie chłodzenia?
Sztuczna inteligencja przekształca globalny przemysł centrów danych — i dramatycznie zwiększa jego zapotrzebowanie na energię elektryczną.
As AI workloads become more computationally intensive, data centers must support higher-density computing infrastructure while maintaining stable temperature, humidity and air quality conditions.
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) globalne zużycie energii elektrycznej przez centra danych wzrosło w 2025 roku o około 17%, podczas gdy zużycie energii elektrycznej przez centra danych ukierunkowane na AI wzrosło o około 50%.
IEA prognozuje, że globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną w centrach danych może wzrosnąć z około 485 TWh w 2025 r. do około 950 TWh do 2030 r.
W tym kontekście poprawa efektywności energetycznej centrów danych staje się coraz ważniejszym wyzwaniem inżynieryjnym.
Wiele dyskusji koncentruje się na procesorach, chłodzeniu cieczą i infrastrukturze zasilania.
Ale na uwagę zasługuje jeszcze jeden element:
Filtracja powietrza.
Chłodzenie jest główną częścią zużycia energii w centrach danych
Serwery i inny sprzęt IT nieustannie generują ciepło.
Aby utrzymać niezawodne warunki pracy, centra danych polegają na systemach chłodzenia i kontroli środowiska, aby usuwać to ciepło i utrzymywać odpowiednią temperaturę i wilgotność.
Ilość energii elektrycznej potrzebnej do chłodzenia znacznie się różni w zależności od projektu centrum danych.
Według IEA chłodzenie i kontrola środowiska mogą odpowiadać za około 7% całkowitego zużycia energii elektrycznej w wysoce wydajnych centrach danych typu hyperscale oraz za ponad 30% w mniej wydajnych centrach danych dla przedsiębiorstw.
Najnowsze wydarzenia w Azji Południowo-Wschodniej ilustrują to wyzwanie.
W sierpniu 2026 r. wyjątkowo wysokie temperatury zwiększyły zapotrzebowanie na chłodzenie w malezyjskich centrach danych. Ich udział w zużyciu energii elektrycznej na Półwyspie Malajskim tymczasowo osiągnął 9,3%, w porównaniu ze średnią około 7% w 2026 r.
W miarę jak infrastruktura AI rozwija się w ciepłych i wilgotnych regionach, poprawa wydajności systemów chłodzenia staje się coraz ważniejsza.
Gdzie w chłodzeniu centrów danych mieści się filtracja powietrza?
Filtracja powietrza nie zmniejsza ciepła wytwarzanego przez serwery.
Jednak filtry są częścią wielu systemów HVAC i uzdatniania powietrza, szczególnie tam, gdzie stosuje się powietrze zewnętrzne, powietrze recyrkulowane lub strategie ekonomizacji po stronie powietrza.
Każdy filtr stwarza opór, gdy powietrze przepływa przez medium filtracyjne.
Opór ten jest mierzony jako spadek ciśnienia.
Wentylator musi wytworzyć wystarczające ciśnienie, aby pokonać opór w całym systemie powietrznym, w tym w filtrach, wężownicach, kanałach i innych komponentach.
Dlatego:
Wyższy opór filtra → Większe zapotrzebowanie na ciśnienie wentylatora → Wyższe zapotrzebowanie na energię wentylatora
Ta zależność sprawia, że spadek ciśnienia filtra jest ważnym czynnikiem przy ocenie ogólnej wydajności systemu uzdatniania powietrza.
ASHRAE wskazuje opór przepływu powietrza, skuteczność filtracji, trwałość eksploatacyjną i koszt cyklu życia jako ważne cechy przy ocenie filtrów powietrza.
W przypadku dużych obiektów pracujących w sposób ciągły, nawet stosunkowo niewielkie poprawy oporu przepływu powietrza mogą stać się istotne w okresie eksploatacji filtra.
Dlaczego centra danych potrzebują filtracji powietrza
Efektywność energetyczna to tylko jedna strona równania.
Centra danych zawierają wysoce wrażliwy sprzęt elektroniczny.
Kurz i cząstki unoszące się w powietrzu mogą gromadzić się na serwerach, wymiennikach ciepła i podzespołach elektronicznych. W zależności od warunków środowiskowych zanieczyszczenia cząstkowe i gazowe mogą przyczyniać się do problemów z niezawodnością sprzętu.
Z tego powodu strategie filtracji powinny uwzględniać oba aspekty:
Ochrona sprzętu + Wydajność energetyczna
Filtracja powietrza może pomóc zmniejszyć stężenie unoszących się w powietrzu zanieczyszczeń cząstkowych przedostających się do obiektu lub krążących w jego wnętrzu.
W zależności od konstrukcji obiektu i środowiska zewnętrznego systemy filtracji mogą obejmować:
Filtry wstępne
Zaprojektowane do wychwytywania większych cząstek unoszących się w powietrzu i ochrony filtrów niższego stopnia oraz elementów HVAC.
Filtry średniej wydajności
Stosowane do lepszej kontroli drobnych cząstek oraz jako pośredni stopień filtracji.
Filtry wysokiej wydajności
Stosowane tam, gdzie wymagania obiektu lub sprzętu wymagają wyższego poziomu kontroli cząstek.
Filtracja chemiczna
W środowiskach, w których występują gazy korozyjne lub inne zanieczyszczenia molekularne w powietrzu, można również rozważyć filtrację chemiczną opartą na adsorpcji.
Odpowiednia konfiguracja filtracji zależy od projektu centrum danych, jakości powietrza zewnętrznego, strategii chłodzenia i wymagań sprzętowych.
Ukryty koszt energetyczny spadku ciśnienia na filtrze
Przy wyborze filtra powietrza najwięcej uwagi poświęca się zwykle wydajności filtracji.
Jednak dwa filtry o podobnej wydajności filtracji mogą mieć różny opór przepływu powietrza.
Rozważmy system HVAC działający nieprzerwanie przez cały rok.
Jeśli filtr stwarza niepotrzebny opór, system wentylatorów musi kompensować tę stratę ciśnienia za każdym razem, gdy powietrze przez niego przepływa.
W ciągu tysięcy godzin pracy przyczynia się to do całkowitego zużycia energii przez system.
Spadek ciśnienia zmienia się również w miarę gromadzenia się kurzu w filtrach.
Oznacza to, że operatorzy centrów danych powinni oceniać więcej niż tylko początkową skuteczność filtracji.
Ważne parametry obejmują:
- l Skuteczność filtracji
- l Początkowy spadek ciśnienia
- l Rozwój spadku ciśnienia podczas eksploatacji
- l Pojemność zatrzymywania kurzu
- l Natężenie przepływu powietrza
- l Żywotność filtra
- l Interwał wymiany
- l Zużycie energii przez wentylator
- l Całkowity koszt cyklu życia
To przesuwa dyskusję z:
„Jak wydajny jest filtr?”
na:
„Jak wydajnie filtr może zapewnić wymaganą czystość powietrza przez cały okres jego eksploatacji?”
Filtracja nanowłóknista: wysoka wydajność przy niskim oporze przepływu powietrza
W tym miejscu szczególnego znaczenia nabierają zaawansowane media filtracyjne.
Media filtracyjne z nanowłókien wykorzystują niezwykle cienkie włókna do tworzenia warstwy filtracyjnej o wysokiej wydajności.
Dzięki odpowiedniemu doborowi mediów i konstrukcji filtra technologia nanowłóknista umożliwia skuteczne wychwytywanie drobnych cząstek przy zachowaniu stosunkowo niskiego oporu przepływu powietrza.
W zastosowaniach HVAC w centrach danych stwarza to ważny cel inżynieryjny:
Wysoka skuteczność filtracji + niski spadek ciśnienia
NanoFiltech NANOAIR media filtracyjne z nanowłókien są opracowane do zastosowań, w których zarówno wydajność filtracji, jak i opór przepływu powietrza mają znaczenie.
W porównaniu z konwencjonalnymi metodami filtracji zaawansowane media nanowłókniste można zaprojektować tak, aby zapewniały:
- · Wysoka skuteczność filtracji cząstek
- · Niski początkowy spadek ciśnienia
- · Wydajny przepływ powietrza
- · Stabilna wydajność filtracji
- · Lekkie struktury mediów
- · Potencjalne korzyści w zakresie oszczędności energii HVAC
Rzeczywiste korzyści energetyczne zależą od całego systemu HVAC, warunków przepływu powietrza, konfiguracji filtra i strategii operacyjnej.
Z tego powodu wybór filtra powinien być zawsze oceniany jako część całego systemu uzdatniania powietrza, a nie jako izolowany komponent.
Jakość powietrza ma jeszcze większe znaczenie przy ekonomizacji powietrza zewnętrznego
Niektóre centra danych wykorzystują powietrze zewnętrzne, gdy pozwalają na to warunki środowiskowe, aby zmniejszyć zapotrzebowanie na chłodzenie mechaniczne.
Takie podejście może poprawić wydajność chłodzenia, ale jednocześnie sprawia, że jakość powietrza zewnętrznego staje się coraz ważniejsza.
Powietrze zewnętrzne może wprowadzać zanieczyszczenia takie jak:
- · PM2.5
- · PM10
- · Pył
- · Dym
- · Pyłek
- · Przemysłowe emisje cząstek stałych
- · Sól morska w środowiskach przybrzeżnych
- · Korozyjne zanieczyszczenia gazowe
Jest to szczególnie istotne w regionach doświadczających sezonowego smogu, pyłu pustynnego lub znacznego miejskiego i przemysłowego zanieczyszczenia powietrza.
System filtracji musi zatem osiągnąć staranną równowagę:
Skutecznie usuwaj zanieczyszczenia bez wprowadzania niepotrzebnego oporu przepływu powietrza.
To jeden z powodów, dla których wybór filtra powietrza powinien być brany pod uwagę podczas projektowania i optymalizacji energooszczędnych systemów HVAC w centrach danych.
Rozwiązania filtracji powietrza NanoFiltech dla centrów danych
NanoFiltech dostarcza produkty filtracyjne i zaawansowane media filtracyjne dla systemów HVAC i środowisk o krytycznym znaczeniu. W zależności od wymagań centrum danych, nasze portfolio filtracyjne obejmuje:
Filtry wstępne
Zaprojektowane do usuwania cząstek z górnego strumienia i ochrony elementów HVAC znajdujących się poniżej.
Filtry średniej wydajności
Dostępne w wielu konfiguracjach do filtracji drobnych cząstek w systemach uzdatniania powietrza.
Filtry powietrza o wysokiej wydajności
Zaprojektowane do zastosowań wymagających wyższego poziomu kontroli cząstek stałych.
NANOAIR Nanowłókniste Medium Filtracyjne
Zaawansowane medium nanowłókniste zaprojektowane w celu połączenia wysokiej wydajności filtracji z niskim oporem przepływu powietrza.
CHEMCARE Medium Filtracji Chemicznej
Funkcjonalne medium adsorpcyjne do zastosowań wymagających kontroli określonych zanieczyszczeń gazowych.
Łącząc różne stopnie filtracji, systemy filtracyjne można skonfigurować zgodnie z jakością powietrza zewnętrznego, wrażliwością sprzętu, wymaganiami dotyczącymi przepływu powietrza i warunkami eksploatacji.
Lepsza wydajność centrum danych zaczyna się od całego systemu powietrza
Nie istnieje pojedyncza technologia, która rozwiąże wyzwanie energetyczne centrów danych.
Infrastruktura AI wymaga ulepszeń w całym systemie — od procesorów i dystrybucji energii po chłodzenie, zarządzanie przepływem powietrza i projektowanie obiektów.
Filtracja powietrza stanowi tylko jedną część tego systemu.
Ale jest to część, która działa zawsze, gdy filtrowane powietrze jest w ruchu.
Dla inżynierów centrów danych i operatorów obiektów celem nie powinien być więc po prostu wybór filtra o najwyższej wydajności.
Lepsze pytanie brzmi:
Czy możemy osiągnąć wymaganą czystość powietrza przy mniejszym oporze przepływu powietrza i lepszej wydajności w całym cyklu życia?
W miarę ciągłej ekspansji globalnej infrastruktury AI te stopniowe ulepszenia w systemach HVAC mogą przyczynić się do bardziej wydajnego działania centrów danych.
NanoFiltech kontynuuje rozwój produktów do filtracji powietrza o niskim oporze oraz zaawansowanych mediów filtracyjnych z nanowłókien dla centrów danych, komercyjnych systemów HVAC i innych wymagających środowisk przemysłowych.
Szukasz rozwiązania do filtracji powietrza dla swojego centrum danych lub projektu HVAC?
Kontakt NanoFiltech aby omówić efektywność filtracji, spadek ciśnienia, wymagania dotyczące przepływu powietrza i konfiguracje filtrów dla Twojego zastosowania. Tey Jun Yong / Teykiki