Охлаждение серверной стойки водой? Разумные? Повторно использовать энергию для небольшой установки?

15

Во-первых, это не вопрос покупки и не о конкретных ценах, а об общей целесообразности. Нет смысла искать производителя, если подход плохой.

В сентябре я перевожу свою компанию в новые офисы, и во время переезда мы расширим и консолидируем наш вычислительный кластер. Прямо сейчас это находится в центре обработки данных, но у меня есть хорошая комната в подвале, подготовленная для этого.

Я думаю об охлаждении. Скорее всего, к концу года мы будем использовать около 10 кВт. Это очень много тепла, и охлаждение будет дорого. Я нахожусь на юге Польши, недалеко от немецкой границы. Это область, где вода доступна по относительно дешевой цене - здесь «бесполезная трата воды» не является проблемой. Моя ситуация, таким образом, отличается от, например, компании в Испании;)

Физики говорят мне, что для нагрева 1 литра воды на 1 ° C я использую 1 калорию (1 ккал), а 1 кВт-ч (и мы можем предположить, что КПД 100% - водонагреватели довольно эффективны) 750 калорий. Это означает, что 1 кВт-ч - это 750 литров, нагретых на 1 ° C. 10 кВт и увеличение температуры на 20 ° означало бы, что в час мне нужно 375 литров. Это 6,25 литра в минуту и ​​не так много;) Мы говорим здесь 270 кубометров. Даже летом подземные трубы действительно сильно охлаждают воду;)

Возможен ли такой подход? Кто-нибудь делал это? У нас есть установка 10 кВт на данный момент. Возможно ли повторно использовать это тепло? Альтернативой является приличная система охлаждения, которая будет работать около 2,5 кВт / ч. Сбрасывание воды будет:

  1. Получите мне довольно холодную подачу по сравнению с наружным воздухом, даже летом (т.е. более низкая температура среды, чтобы сбрасывать тепло)
  2. Замените необходимость сбрасывать тепло в наружный воздух, что может быть проблематично. Если температура воздуха составляет 22 ° C, это ОЧЕНЬ много, чтобы бороться, но ОТО, вода будет довольно холодной. Я также мог бы сэкономить инвестиции на внешнюю часть контура охлаждения.

Теперь второй вопрос - есть ли реальный способ обогреть дом этим? ;) В конце концов, это много энергии в этой воде;)

Если это плохая идея, я остановлюсь здесь. Если это не так, я начну искать поставщиков. Может быть, моя математика не так?

TomTom
источник
2
Интересная идея - как показали ответы, это было и раньше, но лично я бы не хотел, чтобы вода находилась где-то рядом с кластером серверов на сто тысяч валют - независимо от того, сколько денег было потрачено на систему водяного охлаждения.
tombull89
1
Ну, тогда используйте его для охлаждения coutner. В системе охлаждения стойки - во что вы сбрасываете тепло? ;) Я только что нашел en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_cooling как идею - теперь у меня нет этого, но, возможно, это работает с такими вещами, как отопление дома, сброс теплой воды и получение пресной воды и т. Д. Одно только испарительное охлаждение могло бы привести к тому, что намного эффективнее, мудрее энергии.
TomTom
Вода обычно не является предпочтительной средой (поскольку получение 100% чистой воды практически невозможно, а нечистая вода имеет тенденцию проводить электричество). Охлаждение масляным погружением обычно является предпочтительным методом ... Переработка отработанного тепла из этой системы оставлена ​​для читателя в качестве упражнения, но я бы сказал, что воздухообмен с использованием выхлопных газов от вентиляторов, вероятно, проще / дешевле реализовать. ..
voretaq7
@ voretaq7, я раньше видел охлаждение минеральным маслом, но на одном рабочем столе и не думаю, что это будет сделано в таком большом масштабе. Я был явно неправ.
tombull89
1
10 кВт не является высокой шкалой. Плотность в эти дни составляет 40 кВт на стойку (для этого мы видели блоки охлаждения задней двери). Я получаю стандартные в настоящее время 2 процессора на 1U - сделать математику. Дни стоек 2,5 кВт закончились ...;)
TomTom

Ответы:

4

Есть два подхода к этому, один, который я точно знаю, существует на рынке, и другой, о котором я слышал только в пользовательских сборках.

Рынок готовых

Эти решения используют водяной контур для обеспечения охлаждения в стойке. Они производят охлажденный воздух на впускной стороне стойки и используют водяной контур для обмена тепла между окружающей средой и тем, что она производит. Эти решения существуют, и для их работы не требуется никаких модификаций стоечного оборудования. Иногда им требуются специальные реечные двери для обеспечения правильного воздушного потока, но не всегда; некоторые решения создают «завесу» холодного воздуха перед входами в сервер.

При таком подходе вы можете легко преодолеть барьер 10 кВт / стойку по плотности мощности.

Пользовательские сборки

Этот подход приносит воду в устройство самостоятельно. Я не знаю ни одного сервера вне онлайн-магазина, в который встроены водяные петли, но я слышал, что крупные производители могут помочь вам, если вам действительно нужны устройства 10К с такими требованиями. Преимущество здесь в том, что вы можете увеличить мощность, поскольку вы не полагаетесь (столько) на пропускание тепла воздухом, поскольку сам водоблок осуществляет передачу тепла от устройств.

Теоретически вы можете получить действительно высокие удельные мощности с помощью метода пользовательской сборки.

sysadmin1138
источник
Извините, это не отвечает на вопрос как таковой. Я ЗНАЮ, что существуют стоечные решения. Rittal и другие продают их - это кондиционер в стойке. Вопрос больше о другой стороне, избавляющейся от жары. Я предпочитаю не платить за внешний блок переменного тока, который просто тратит тепло, когда у меня есть более эффективное решение. Может быть, холодная вода работает как обратная сторона, может быть, она работает еще лучше .... когда вы используете теплую воду в доме?
TomTom
@ TomTom Ах, вы ищете сторону теплообменника за пределами серверной комнаты! Боюсь, помимо моего непосредственного ноу-хау.
sysadmin1138
В комнате я, вероятно, иду с установкой на стойку или боковое крепление - проверяя эту часть в данный момент. Есть некоторые, которые используют воду, но убедитесь, что она экономит (нет воды над серверами, утечка идет вниз, а есть только трубы, мы получаем данные и питание сверху). Проблема больше - как только жидкость выйдет из комнаты, как мне охладить этот материал наиболее эффективно;)
TomTom
7

Что касается экономической эффективности водяного охлаждения в целом, я уже ответил на еще один хороший вопрос: почему водяное охлаждение центра обработки данных не имеет широкого распространения?

Что касается вашей конкретной ситуации, я бы настоятельно рекомендовал рассмотреть тепловые насосы с контурами заземления с экономайзерами. Вероятно, в вашей зиме достаточно прохладно, чтобы просто запустить экономайзеры, используя то, что в основном находится на улице, для охлаждения вашего центра обработки данных. Летом тепловые насосы намного эффективнее, чем стандартные блоки переменного тока, обычно примерно в два раза эффективнее.

Использование тепловых насосов с обычным контуром позволяет вам достаточно эффективно отводить тепло из одной зоны (центра обработки данных) и перекачивать его в другую зону (офисное помещение или даже пристроенный дом) (хотя, вероятно, более экономически выгодно использовать обычные источники). , это зависит от стоимости энергии в вашем районе).

Вы также можете использовать воздух для сброса воды для охлаждения, воздух внутри стойки (как обычно) и пресную воду для охлаждения воздуха. Эта вода может поступать из свежих источников и сбрасываться после «нагрева»; Раньше это было обычным делом для холодильников коммерческого размера, потому что математика сложилась так, как вы указали в Вопросе. Сегодня он не используется широко, потому что вода дороже, чем раньше, и математика больше не работает (по крайней мере, в моем уголке мира, и вода здесь тоже довольно дешевая). Было бы более эффективно напрямую охлаждать сервер с помощью водяного охлаждения, однако вы также представляете риск утечки (который несет собственный риск или расходы на страхование).

Самый большой недоброжелатель, которого вы будете иметь при реализации любого из вышеперечисленного, это то, что это дорогое оборудование. Большинству предприятий все равно, окупится ли это через 10–20 лет, они заботятся только о результатах этого года. Срок окупаемости зависит от ваших местных цен.

Крис С
источник
1
Вообще-то, нет. Даже если вы снимаете серверную комнату - не обращайте внимания на сторону воды и т. Д. ..... как насчет использования свежей воды в качестве отвода тепла? Для установки мощностью 1 мВт это может быть проблемой (если вы не на реке), но это решит половину энергетической проблемы для переменного тока и обеспечит значительно более холодный сброс тепла, чем наружный воздух. Мой вопрос не о широком распространении - я готов инвестировать здесь. Мой вопрос - экономика / выполнимость. И есть комплекты, которые делают в стойке охлаждения - даже с водой.
TomTom
1
Империал - Галоны достаточно плохие, но мы не используем BTU. Это все о Ваттах;)
TomTom
1
Использование воды в качестве радиатора в типичном холодильном цикле (типичные охладители) делает их в 2-3 раза более эффективными (при условии, что подача воды приблизительно равна температуре земли, 12ºC). Это относится как к замкнутым контурам заземления (обычно называемым геотермальными тепловыми насосами), так и к разомкнутым контурам, таким как пресная вода. Типичные испарительные системы гораздо менее эффективны и обычно наиболее подходят для применений с паровым приводом (где местное коммунальное предприятие подает пар, обычно из мусоросжигательного завода).
Крис С
1
Это лучше. Обнаружены некоторые претензии по охлаждению с помощью грунтовой воды, которая устанавливает охлаждение на 500 Вт (!) На 15 кВт (!) При температуре воды от 14 до 18 градусов.
TomTom
1
Вода обеспечивает охлаждение 1,16 Вт на градус-литр. Для охлаждения 10 кВт вам нужно 11600 градусов литра; большинство компьютеров будет работать около 32 ° C. Если грунтовые воды начинаются с 12 ° C, то это будет повышение на 20 ° C (при условии нереалистичной 100% эффективности), поэтому 11600l-C ÷ 200C = 580l (моя оценка 650l более реалистична). Ваш номер 500 Вт ничего не значит без разницы температур и расхода. Например, если вы используете тепловой насос (Пельтье, испаритель, хладагент), вы можете увеличить разницу во времени, но тогда вам также придется платить за электричество, чтобы запустить его.
Крис С
6

TomTom - я очень почти купил кучу НР MCS с водяным охлаждением стоек для проекта несколько лет назад , но решил до центра обработки данных изменений вместо этого.

Это не совсем дешево, но они поддерживают его с точки зрения надежности, например, они счастливы, что вы добавите в них свою целостность. Кстати, он может обрабатывать ~ 36 кВт на стойку.

Просто хотел, чтобы вы знали об этом материале, поскольку он точно не выпрыгивает из их сайта.

Chopper3
источник
Да, особенно HP;) Тем не менее, есть некоторые вокруг - и я тонкая боковой кулер лучше. Оценивая в настоящее время подходы. Мой главный вопрос не на стороне сервера, это в основном, как сбросить тепло;)
TomTom
В восточном Лондоне мы используем центр обработки данных, который имеет какой-то сумасшедший способ сделать это в случае серьезного сбоя кондиционера - у них есть большой пруд между зданиями, заполненный большим количеством обычной дождевой воды. В случае сбоя переменного тока они могут как-то направить тепло через него, не знаю подробностей, но это не маленький пруд, может быть, 100 х 10 м?
Chopper3
1
Ну, у дома есть пение сзади для сточных вод из туалетов и т. Д., Которые больше не используются. Я мог бы заплатить нескольким людям, чтобы они убрали его, а затем установить там резервуар для дождевой воды. Согласен;) На самом деле дождевая вода может также значительно сократить счет за воду;)
TomTom
0

Я не могу ответить на все вопросы, которые вы задали, но есть один хозяин, который основал в основном всю свою стратегию на охлаждении на водной основе, а именно OVH . Все их серверы с водяным охлаждением, что позволяет им предлагать интересные цены. Если я правильно помню статистику, они являются крупнейшей хостинговой компанией в Европе и 5-й в мире. Так что да, это может работать.

Это просто? Нет. Они производят большую часть своего оборудования для водяного охлаждения, что влечет за собой высокие первоначальные затраты. Тем не менее это приводит к большой энергоэффективности.

Вы можете повторно использовать нагретую воду? Я не уверен, что вы не хотите, чтобы температура воды становилась слишком высокой, поскольку она будет терять эффективность для охлаждения ваших серверов.

Антуан Бенкемун
источник
0

LRZ имеет большой кластер высокопроизводительного охлаждения с водяным охлаждением, и они занимаются этим видом утилизации отработанного тепла.

SuperMUC использует новую, революционную форму охлаждения теплой водой, разработанную IBM. Активные компоненты, такие как процессоры и память, напрямую охлаждаются водой, которая может иметь температуру на входе до 40 градусов Цельсия. «Высокотемпературное жидкостное охлаждение» вместе с очень инновационным системным программным обеспечением обещает снизить энергопотребление системы. Кроме того, все здания LRZ будут отапливаться с использованием этой энергии.

Более подробная информация на http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/

physicsgeekn
источник