Rack de servidor de resfriamento com água? Sensível Reutilizar energia para pequenas instalações?

Question

Primeiro, essa não é uma questão de compra e nem de preços concretos, mas de viabilidade geral. Não faz sentido procurar um fabricante se a abordagem for ruim.

Estou mudando minha empresa para novos escritórios em setembro e, durante a mudança, expandiremos e consolidaremos nosso cluster de computação. No momento, ele está em um data center, mas eu tenho um bom quarto no porão preparado para isso.

Eu penso em resfriamento. Nós provavelmente usaremos cerca de 10kw de energia até o final do ano. Isso é muito calor, e o resfriamento será caro. Eu estou localizado no sul da Polônia, perto da fronteira alemã. Esta é uma área onde a água está disponível por um preço relativamente barato - "desperdício de água" não é uma preocupação aqui. Minha situação é diferente, por exemplo, de uma empresa na Espanha;)

Física me diz que para aquecer 1 litro de água a 1 ° C eu uso 1 Caloria (1KCal), e 1kWh é (e podemos assumir 100% de eficiência - aquecedores de água são bastante eficientes) 750 calorias. Isso significa que 1kWh é 750 litros aquecidos por 1 ° C. 10kw e um aumento de 20 ° no calor significariam que por hora eu preciso de 375 litros. Isso é 6,25 litros por minuto e não muito;) Estamos falando de 270 metros cúbicos aqui. Mesmo no verão, os canos subterrâneos realmente arrefecem muito a água;)

Essa abordagem é viável? Alguém já fez isso? Nós temos uma instalação de 10kw por enquanto. É possível reutilizar esse calor? A alternativa é um sistema de resfriamento decente que usará em torno de 2.5kWh para rodar. Deixando cair a água:

1. Obtenha uma entrada bastante fria em comparação com o ar externo, mesmo no verão (ou seja, um meio de baixa temperatura para reduzir o calor)
2. Substitua a necessidade de despejar calor no ar externo, o que pode ser problemático. Se o ar estiver a 22 ° C, isso é muito difícil de combater, mas a água vai estar bastante fria. Eu também economizaria o investimento para a parte externa do circuito de resfriamento.

Agora, segunda pergunta - existe uma maneira viável de aquecer uma casa com isso? ;) Afinal, é muita energia nessa água;)

Se esta é uma má ideia, paro por aqui. Se não for, vou começar a procurar fornecedores. Talvez minha matemática esteja errada?

    

Answer 1

Existem duas abordagens para isso, uma que eu sei com certeza existe no mercado e outra sobre a qual só ouvi falar em versões personalizadas.

Pronto para o mercado

Essas soluções usam um loop de água para fornecer resfriamento no rack. Eles produzem ar refrigerado no lado de entrada do rack e usam o loop de água para trocar calor entre o ambiente e o que ele produz. Essas soluções existem e não exigem modificações no hardware do rack para fazer o trabalho. Às vezes, exigem portas especiais para garantir o fluxo de ar correto, mas nem sempre; algumas soluções criam uma 'cortina' de ar frio na frente das entradas do servidor.

Com essa abordagem, você pode facilmente quebrar a barreira de 10KW / Rack para densidade de energia.

Custom Builds

Esta abordagem leva água para o dispositivo. Não conheço nenhum servidor off-the-online-store que tenha loops de água embutidos, mas ouvi dizer que os principais fabricantes podem ajudá-lo se você realmente precisar de dispositivos de 10K com tais requisitos. A vantagem aqui é que você pode empurrar mais alto no envelope de energia, já que você não está confiando (tanto) na transmissão de calor do ar, como o próprio bloco de água faz a transferência de calor dos dispositivos.

Teoricamente, você pode obter densidades de potência realmente altas com o método de compilação personalizada.

    

Answer 2

Quanto à eficiência de custo do resfriamento a água em geral, há outra boa pergunta que já respondi: Por que o resfriamento de água em datacenters não é difundido?

Quanto à sua situação específica, recomendo enfaticamente que você analise as bombas de calor de loop de terra com economizadores. É provável que seja legal o suficiente em seu inverno para apenas executar os economizadores, usando o que é basicamente ar externo para resfriar seu data center. No verão, as bombas de calor são muito mais eficientes do que as unidades padrão de CA, aproximadamente duas vezes mais eficientes.

O uso de bombas de calor de loop comum permite extrair o calor de uma área (data center) e bombeá-lo para uma área diferente (mesmo que seja em um escritório ou em uma casa anexada) com bastante eficiência. com fontes convencionais, depende dos custos de energia em sua localidade).

Você também pode usar ar para despejar água para esfriar, ar dentro do rack (como é típico) e água fresca para resfriar o ar. Esta água pode vir de fontes frescas e ser despejada após o "aquecimento"; isso costumava ser comum para executar refrigeradores de tamanho comercial porque a matemática funcionou exatamente como você colocou na questão. Não é comumente usado hoje porque a água é mais cara do que costumava ser e a matemática não funciona mais (pelo menos no meu canto do mundo, e a água é bem barata aqui também). Seria mais eficiente resfriar diretamente o servidor com o resfriamento a água, no entanto, você também apresenta o risco de vazamento (que carrega seu próprio risco ou custos de seguro).

O maior detrator que você terá na implementação de qualquer dos itens acima é que é um equipamento caro. A maioria das empresas não se importa se pagar por si mesma em 10 a 20 anos, eles só se preocupam com o resultado final deste ano. O período de pagamento depende dos preços locais ..

    

Answer 3

A TomTom - I muito quase comprou um monte de MCS cremalheiras refrigeradas a água para um projeto há alguns anos, mas optou por mudar o data center.

Não é exatamente barato, mas eles o suportam em termos de confiabilidade, por exemplo, ficam felizes por você colocar a Integridade deles em ação. Ele pode lidar com ~ 36Kw por rack pelo caminho.

Só queria que você soubesse disso, já que não sai do site deles.

    

Answer 4

Não sou capaz de responder a todas as perguntas que você fez, mas há um host que baseou principalmente toda a sua estratégia no resfriamento à base de água e isso é OVH . Todos os seus servidores são refrigerados a água, o que lhes permite oferecer preços interessantes. Se me lembro corretamente das estatísticas, elas são a maior empresa de hospedagem da Europa e a 5ª do mundo. Então sim, pode funcionar.

É simples? Não. Eles fabricam a maior parte de seus equipamentos de resfriamento a água, o que induz a altos custos iniciais. No entanto, isso leva a uma grande eficiência energética.

Você pode reutilizar a água aquecida? Não tenho tanta certeza, pois você não quer que a água fique com temperatura muito alta, pois perderá sua eficiência para resfriar seus servidores.

    

Answer 5

A LRZ tem um grande cluster HPC refrigerado a água quente, e eles estão fazendo esse tipo de recuperação de calor residual.

SuperMUC uses a new, revolutionary form of warm water cooling developed by IBM. Active components like processors and memory are directly cooled with water that can have an inlet temperature of up to 40 degrees Celsius. The "High Temperature Liquid Cooling" together with very innovative system software promises to cut the energy consumption of the system. In addition, all LRZ buildings will be heated re-using this energy.

Mais informações no link