Rack di raffreddamento del server con acqua? Sensible? Riutilizzare l'energia per piccole installazioni?

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Innanzitutto, non si tratta di una questione di acquisto e non di prezzi concreti, ma di fattibilità generale. Non ha senso cercare un produttore se l'approccio è sbagliato.

Sto trasferendo la mia azienda in nuovi uffici a settembre e durante il trasferimento espanderemo e consolideremo il nostro cluster di elaborazione. In questo momento è in un data center, ma ho una bella stanza nel seminterrato preparata per questo.

Penso al raffreddamento. Probabilmente useremo circa 10kw di energia entro la fine dell'anno. Questo è MOLTO calore e il raffreddamento sarà costoso. Mi trovo nella Polonia meridionale, vicino al confine tedesco. Questa è un'area in cui l'acqua è disponibile a un prezzo relativamente economico - "sprecare acqua" non è un problema qui. La mia situazione è quindi diversa, ad esempio, da una società in Spagna;)

La fisica mi dice che per riscaldare 1 litro di acqua di 1 ° CI usare 1 caloria (1KCal) e 1kWh è (e possiamo supporre il 100% di efficienza - gli scaldabagni sono piuttosto efficienti) 750 calorie. Ciò significa che 1kWh è 750 litri riscaldati da 1 ° C. 10kw e un aumento di 20 ° del calore significherebbe che all'ora ho bisogno di 375 litri. Sono 6,25 litri al minuto e non QUANTO;) Qui stiamo parlando di 270 metri cubi. Anche in estate, i tubi sotterranei raffreddano davvero molto MOLTO di più;)

È possibile un simile approccio? Qualcuno l'ha fatto? Per ora abbiamo un'installazione da 10kw. È possibile riutilizzare quel calore? L'alternativa è un discreto sistema di raffreddamento che utilizzerà circa 2,5kWh per funzionare. Far cadere l'acqua sarebbe:

Fammi un input abbastanza freddo rispetto all'aria esterna, anche in estate (cioè un mezzo a temperatura più bassa per far cadere il calore)
Sostituire la necessità di scaricare calore nell'aria esterna, che potrebbe essere problematica. Se l'aria è di 22 ° C, è MOLTO da combattere, ma OTOH l'acqua sarà piuttosto fredda. Potrei anche salvare l'investimento per la parte esterna del circuito di raffreddamento.

Ora, seconda domanda: esiste un modo fattibile per riscaldare una casa con quello? ;) Dopo tutto, c'è molta energia in quell'acqua;)

Se questa è una cattiva idea, mi fermerò qui. In caso contrario, inizierò a cercare fornitori. Forse la mia matematica è sbagliata?

server-room physical-environment

— TomTom
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Un'idea interessante - come hanno dimostrato le risposte, ma prima, personalmente, non vorrei acqua da nessuna parte vicino a un cluster di server da centomila valute - indipendentemente da quanti soldi vengono gettati in un sistema di raffreddamento ad acqua.

— tombull89,

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Bene, quindi usalo per il raffreddamento del coutner. Nel sistema di raffreddamento a cremagliera: in cosa si scarica il calore? ;) Ho appena trovato en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_cooling come idea - ora non ce l'ho, ma forse funziona con cose come riscaldare la casa, far cadere acqua calda e ottenere acqua fresca ecc. Il solo raffreddamento evaporativo renderebbe le cose molto più efficiente, dal punto di vista energetico.

— TomTom,

L'acqua non è in genere il mezzo di scelta (perché ottenere acqua pura al 100% è quasi impossibile e l'acqua impura tende a condurre l'elettricità). Il raffreddamento a immersione d'olio è di solito il metodo di scelta ... Riciclare il calore di scarto di questo sistema viene lasciato come esercizio per il lettore, ma direi che lo scambio d'aria usando lo scarico dei ventilatori è probabilmente più facile / economico da implementare. ..

— voretaq7,

@ voretaq7, ho visto Mineral Oil Cooling prima, ma su un singolo desktop e non credo che sarebbe stato fatto su così vasta scala. Avevo ovviamente torto.

— tombull89,

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10kw non è un'alta scala. Le densità in questi giorni vanno a 40kw PER RACK (ho visto unità di raffreddamento della porta posteriore per questo). In questi giorni ottengo 2 processori per 1U - fai i conti. I giorni dei rack da 2,5kw sono finiti ...;)

— TomTom,

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Ci sono due approcci a questo, uno che so per certo esiste sul mercato e un altro di cui ho sentito parlare solo nelle build personalizzate.

Mercato-ready

Queste soluzioni utilizzano un circuito ad acqua per fornire il raffreddamento sul rack. Producono aria refrigerata sul lato di aspirazione del rack e utilizzano il circuito dell'acqua per scambiare calore tra l'ambiente e ciò che produce. Queste soluzioni esistono e non richiedono alcuna modifica all'hardware in rack per funzionare. A volte richiedono porte rack speciali per garantire un flusso d'aria corretto, ma non sempre; alcune soluzioni creano una "cortina" di aria fredda davanti alle prese del server.

Con questo approccio puoi facilmente rompere la barriera da 10KW / Rack per densità di potenza.

Build personalizzati

Questo approccio porta l'acqua nel dispositivo stesso. Non conosco server off-the-store che abbiano anelli d'acqua incorporati, ma sento che i principali produttori possono aiutarti se hai davvero bisogno di dispositivi da 10K con tali requisiti. Il vantaggio qui è che puoi spingere più in alto sull'involucro di potenza poiché non fai affidamento (tanto) sulla trasmissione dell'aria del calore, poiché il blocco stesso dell'acqua fa il trasferimento di calore dai dispositivi.

Teoricamente puoi ottenere densità di potenza davvero elevate con il metodo di costruzione personalizzato.

— sysadmin1138
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Siamo spiacenti, questo non risponde alla domanda di per sé. So che esistono soluzioni rack. Rittal e altri li vendono - questo è un condizionatore d'aria in rack. La domanda riguarda più l'altro lato, liberarsi dal caldo. Preferisco non pagare per un'unità esterna CA che SOLO spreca il calore quando posso avere una soluzione più efficiente. Forse l'acqua fredda funziona come contro-lato, forse funziona ancora meglio .... quando usi l'acqua calda in casa?

— TomTom,

@ TomTom Ah, stai cercando il lato scambiatore di calore fuori dalla sala server! Al di là del mio immediato know-how, ho paura.

— sysadmin1138

Nella stanza probabilmente vado con un'installazione rack o side mount - controllando quella parte al momento. Ci sono alcuni che usano l'acqua ma assicurano che sia un risparmio (niente acqua SOPRA i server, una perdita scende fino in fondo e ci sono solo tubi, otteniamo comunque dati e energia dall'alto). Il problema è più - una volta che il liquido è fuori dalla stanza, come posso raffreddare quella roba nel modo più efficiente;)

— TomTom

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Per quanto riguarda l'efficienza in termini di costi del raffreddamento ad acqua in generale, c'è un'altra buona domanda a cui ho già risposto: perché il raffreddamento ad acqua del datacenter non è diffuso?

Per quanto riguarda la tua situazione specifica, consiglio vivamente di esaminare le pompe di calore a circuito chiuso con economizzatori. Probabilmente è abbastanza freddo nel tuo inverno per far funzionare gli economizzatori, usando ciò che è fondamentalmente aria esterna per raffreddare il tuo data center. In estate le pompe di calore sono molto più efficienti delle unità CA standard, circa due volte più efficienti in genere.

L'uso di pompe di calore a circuito comune può consentire di estrarre il calore da un'area (data center) e di pomparlo in un'area diversa (spazio ufficio o persino una casa collegata) in modo abbastanza efficiente (anche se probabilmente è più conveniente andare con fonti convenzionali , dipende dai costi energetici nella tua località).

Puoi anche usare l'aria per scaricare l'acqua per raffreddare, l'aria all'interno del rack (come è tipico) e l'acqua fresca per raffreddare l'aria. Quest'acqua può provenire da fonti fresche ed essere scaricata dopo il "riscaldamento"; questo era comune per far funzionare frigoriferi di dimensioni commerciali perché la matematica ha funzionato proprio come hai inserito nella domanda. Oggi non è comunemente usato perché l'acqua è più costosa di una volta e la matematica non funziona più (almeno nel mio angolo del mondo, e l'acqua è abbastanza economica anche qui). Sarebbe più efficiente raffreddare direttamente il server con raffreddamento ad acqua, tuttavia si introduce anche il rischio di perdite (che comporta il proprio rischio o costi assicurativi).

Il più grande detrattore che avrai nell'implementazione di uno dei suddetti è che è costosa attrezzatura. Alla maggior parte delle aziende non importa se si ripaga da sé in 10-20 anni, si preoccupano solo dei profitti di quest'anno. Il periodo di pagamento dipende dai prezzi locali.

— Chris S
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In realtà no. Anche se togli la stanza del server - ignora il lato dell'acqua, ecc ... che ne dici di usare acqua dolce come scarico di calore? Per un'installazione da 1 mw che può essere un problema (a meno che non ci si trovi su un fiume), ma eliminerebbe metà del problema energetico per la corrente alternata e fornirebbe una dispersione di calore significativamente più fredda dell'aria esterna. La mia domanda non riguarda il diffuso: sono disposto a investire qui. La mia domanda è l'economia / fattibilità. E ci sono kit che funzionano nel raffreddamento del rack, anche con acqua.

— TomTom

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Imperiale - I galoni sono abbastanza cattivi, ma un BTU non è qualcosa che usiamo qui. È tutto su Watts;)

— TomTom il

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L'uso dell'acqua come dissipatore di calore in un tipico ciclo di refrigerazione (refrigeratori tipici) li rende 2-3 volte più efficienti (supponendo che la fornitura d'acqua sia approssimativamente a temperatura del suolo, 12 ° C). Questo vale sia per i circuiti chiusi di terra (comunemente chiamati pompe di calore geotermiche) sia per i circuiti aperti, come l'acqua di scarico fresca. I sistemi evaporativi tipici sono molto meno efficienti e di solito più adatti ad applicazioni alimentate a vapore (dove l'utilità locale fornisce vapore, comunemente dall'incenerimento dei rifiuti).

— Chris S,

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È meglio. Abbiamo trovato alcune affermazioni per il raffreddamento con acque sotterranee che mettono il raffreddamento a 500 watt (!) Per 15kw (!) Purché l'acqua in temperatura sia compresa tra 14 e 18 gradi.

— TomTom,

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L'acqua fornisce 1,16 W di raffreddamento per grado litro. Per raffreddare 10kW sono necessari 11600 gradi-litri; la maggior parte dei computer avrà una temperatura di circa 32 ° C. Se l'acqua freatica inizia a 12 ° C sarebbe un aumento di 20 ° C (presupponendo un'irrealistica efficienza del 100%), quindi 11600l-C ÷ 200C = 580l (la mia stima di 650l è più realistica). Il tuo numero di 500 watt non significa nulla senza un differenziale di temperatura e una portata. Ad esempio, se si utilizza una pompa di calore (Peltier, evap, refrigerante) è possibile aumentare il differenziale di temperatura, ma si dovrebbe pagare anche l'elettricità per farlo funzionare.

— Chris S,

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TomTom - ho molto quasi comprato un mazzo di HP MCS rack con raffreddamento ad acqua per un progetto di alcuni anni fa, ma ha scelto di data center cambiamento invece.

Non è esattamente economico ma lo sostengono in termini di affidabilità, ad esempio sono felici che tu li metta nella loro integrità. A proposito, può gestire ~ 36Kw per rack.

Volevo solo che tu fossi a conoscenza di queste cose in quanto non saltano fuori dal loro sito web.

— Chopper3
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Sì, specialmente HP;) Ancora ce ne sono alcuni in giro - e io il dispositivo di raffreddamento laterale ka sottile è il migliore. Valutando attualmente gli approcci. La mia domanda principale non è il lato server, è fondamentalmente come scaricare il calore;)

— TomTom

C'è un data center nella parte est di Londra che usiamo che ha una sorta di modo folle di farlo in caso di grave guasto AC - hanno un grande stagno tra gli edifici riempito con molta acqua piovana normale. In caso di mancanza di corrente alternata possono in qualche modo instradare il calore attraverso di esso, non conoscono i dettagli ma non è un piccolo stagno, forse 100m x 10m?

— Chopper3

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Bene, la casa ha un canto nella parte posteriore per le acque reflue dei servizi igienici ecc. - Che non è più in uso. Potrei pagare alcune persone per ripulirlo, quindi installare un serbatoio lì per l'acqua piovana. D'accordo;) In realtà l'acqua piovana può anche ridurre significativamente la fattura dell'acqua;)

— TomTom

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Non sono in grado di rispondere a tutte le domande che hai posto, ma c'è un host che ha basato principalmente tutta la sua strategia sul raffreddamento ad acqua e questo è OVH . Tutti i loro server sono raffreddati ad acqua, il che consente loro di offrire prezzi interessanti. Se ricordo bene le statistiche, sono la più grande compagnia di hosting in Europa e la quinta al mondo. Quindi sì, può funzionare.

È semplice? No. Producono la maggior parte delle loro attrezzature per il raffreddamento ad acqua che inducono costi iniziali elevati. Ciò nonostante porta a una grande efficienza energetica.

Puoi riutilizzare l'acqua riscaldata? Non sono così sicuro perché non vuoi che l'acqua raggiunga temperature troppo alte in quanto perderà l'efficienza per raffreddare i tuoi server.

— Antoine Benkemoun
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LRZ ha un grande cluster HPC raffreddato ad acqua calda e stanno facendo questo tipo di recupero del calore residuo.

SuperMUC utilizza una nuova e rivoluzionaria forma di raffreddamento ad acqua calda sviluppata da IBM. I componenti attivi come processori e memoria sono raffreddati direttamente con acqua che può avere una temperatura di ingresso fino a 40 gradi Celsius. Il "raffreddamento a liquido ad alta temperatura" insieme a un software di sistema molto innovativo promette di ridurre il consumo di energia del sistema. Inoltre, tutti gli edifici LRZ verranno riscaldati riutilizzando questa energia.

Maggiori informazioni su http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/

— physicsgeekn
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