ระบายความร้อนแร็คเซิร์ฟเวอร์ด้วยน้ำหรือไม่ ที่เหมาะสม? ใช้พลังงานซ้ำสำหรับการติดตั้งขนาดเล็กหรือไม่

ครั้งแรก - นี่ไม่ใช่คำถามช้อปปิ้งและไม่เกี่ยวกับราคาที่เป็นรูปธรรม แต่เกี่ยวกับความเป็นไปได้ทั่วไป มันไม่มีเหตุผลที่จะมองหาผู้ผลิตหากวิธีการไม่ดี

ฉันกำลังย้าย บริษัท ของฉันไปยังสำนักงานใหม่ในเดือนกันยายนและในระหว่างการย้ายเราจะขยายและรวมคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ของเรา ตอนนี้มันอยู่ในศูนย์ข้อมูล แต่ฉันมีห้องที่ดีในห้องใต้ดินที่เตรียมไว้สำหรับมัน

ฉันคิดถึงการระบายความร้อน เราน่าจะใช้พลังงานประมาณ 10kw ภายในสิ้นปีนี้ นั่นคือความร้อนจำนวนมากและการระบายความร้อนจะมีราคาแพง ฉันอยู่ในโปแลนด์ตอนใต้ใกล้กับชายแดนเยอรมัน นี่คือพื้นที่ที่น้ำมีราคาค่อนข้างถูก - "น้ำเสีย" ไม่ใช่เรื่องที่นี่ สถานการณ์ของฉันจึงแตกต่างจากตัวอย่างเช่น บริษัท ในสเปน;)

ฟิสิกส์บอกฉันว่าการให้ความร้อนน้ำ 1 ลิตรต่อ 1 ° CI ใช้ 1 แคลอรี่ (1KCal) และ 1kWh คือ (และเราสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีประสิทธิภาพ 100% - เครื่องทำน้ำอุ่นค่อนข้างมีประสิทธิภาพ) 750 แคลอรี่ นั่นหมายความว่า 1kWh นั้นมีความร้อน 750 ลิตรโดย 1 ° C ความร้อนเพิ่มขึ้น 10kw และ 20 °นั่นหมายความว่าฉันต้องการ 375 ลิตรต่อชั่วโมง นั่นคือ 6.25 ลิตรต่อนาทีและไม่มากนั้น) เรากำลังพูดถึง 270 ลูกบาศก์เมตรที่นี่ แม้ในฤดูร้อนท่อใต้ดินจะเย็นลงในน้ำมากขึ้นอีก;)

วิธีการดังกล่าวเป็นไปได้หรือไม่? มีใครทำเช่นนี้? เรามีการติดตั้ง 10kw ในตอนนี้ เป็นไปได้ไหมที่จะนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่? ทางเลือกคือระบบระบายความร้อนที่ดีซึ่งจะใช้ประมาณ 2.5kWh ในการทำงาน การทิ้งน้ำจะ:

1. รับอินพุตที่ค่อนข้างเย็นเมื่อเปรียบเทียบกับอากาศภายนอกแม้ในฤดูร้อน (เช่นอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเพื่อลดความร้อนลง)
2. เปลี่ยนความต้องการถ่ายโอนความร้อนสู่อากาศภายนอกซึ่งอาจเป็นปัญหา หากอากาศอยู่ที่ 22 ° C นั่นเป็นสิ่งที่ต้องทำมากมาย แต่ OTOH น้ำจะค่อนข้างเย็น ฉันอาจจะประหยัดการลงทุนสำหรับส่วนนอกของวงจรทำความเย็น

ตอนนี้คำถามที่สอง - มีวิธีที่เป็นไปได้ที่จะทำให้บ้านร้อนด้วยหรือไม่? ;) หลังจากทั้งหมดมันเป็นพลังงานจำนวนมากในน้ำนั้น)

หากนี่เป็นความคิดที่ไม่ดีฉันจะหยุดที่นี่ ถ้าไม่ใช่ฉันจะเริ่มมองหาซัพพลายเออร์ บางทีคณิตศาสตร์ของฉันผิด

มีสองวิธีในการทำสิ่งนี้ฉันรู้ว่ามีอยู่จริงในตลาดและอีกวิธีหนึ่งที่ฉันเคยได้ยินในการสร้างแบบกำหนดเอง

ตลาดพร้อม

โซลูชั่นเหล่านี้ใช้ลูปน้ำเพื่อให้ความเย็นที่แร็ค พวกมันผลิตอากาศเย็นที่ด้านไอดีของแร็คและใช้ลูปน้ำเพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างสิ่งรอบตัวกับสิ่งที่มันผลิต โซลูชันเหล่านี้มีอยู่และไม่ต้องการการแก้ไขใด ๆ กับฮาร์ดแวร์แบบแร็คเพื่อให้ทำงานได้ บางครั้งพวกเขาต้องการประตูชั้นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลเวียนของอากาศที่ถูกต้อง แต่ไม่เสมอไป วิธีแก้ปัญหาบางอย่างสร้าง 'ม่าน' ของอากาศเย็นต่อหน้าเซิร์ฟเวอร์

ด้วยวิธีการนี้คุณสามารถทำลายสิ่งกีดขวาง 10KW / Rack เพื่อความหนาแน่นของพลังงาน

งานสร้างที่กำหนดเอง

วิธีนี้จะนำน้ำเข้าสู่อุปกรณ์ด้วยตัวเอง ฉันไม่ทราบว่ามีเซิร์ฟเวอร์ใด ๆ นอกร้านค้าออนไลน์ที่มีลูปน้ำติดตั้งอยู่ภายใน แต่ฉันได้ยินมาว่าผู้ผลิตรายใหญ่สามารถช่วยคุณได้หากคุณต้องการอุปกรณ์ 10K ที่มีข้อกำหนดดังกล่าว ข้อได้เปรียบที่นี่คือคุณสามารถผลักซองพลังงานให้สูงขึ้นได้โดยที่คุณไม่ต้องพึ่งพาการส่งผ่านความร้อนของอากาศ (มากไปกว่านั้น) เนื่องจากตัวบล็อกน้ำนั้นเป็นการถ่ายเทความร้อนจากอุปกรณ์

ในทางทฤษฎีคุณจะได้รับความหนาแน่นพลังงานสูงมากด้วยวิธีการสร้างแบบกำหนดเอง

สำหรับประสิทธิภาพของการระบายความร้อนด้วยน้ำโดยทั่วไปมีคำถามที่ดีอีกข้อหนึ่งที่ฉันตอบไปแล้ว: ทำไมการระบายความร้อนด้วยน้ำดาต้าเซ็นเตอร์ถึงไม่แพร่หลาย

สำหรับสถานการณ์เฉพาะของคุณฉันขอแนะนำให้ดูที่ปั๊มความร้อนแบบกราวด์กับนักเศรษฐศาสตร์ มีแนวโน้มที่จะเย็นพอในฤดูหนาวของคุณเพียงแค่เรียกใช้นักเศรษฐศาสตร์โดยใช้สิ่งที่อยู่นอกอากาศเพื่อทำให้ดาต้าเซ็นเตอร์ของคุณเย็นลง ในปั๊มความร้อนในฤดูร้อนนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าหน่วย AC ทั่วไปโดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพเป็นสองเท่า

การใช้ปั๊มความร้อนแบบวนรอบทั่วไปช่วยให้คุณสามารถดึงความร้อนจากพื้นที่หนึ่ง (ศูนย์ข้อมูล) และปั๊มลงในพื้นที่อื่น (พื้นที่สำนักงานหรือบ้านที่อยู่ติดกัน) ได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน (แม้ว่ามันอาจจะคุ้มค่ากว่า ขึ้นอยู่กับต้นทุนพลังงานในพื้นที่ของคุณ)

คุณสามารถใช้อากาศในการเทน้ำเพื่อระบายความร้อนเช่นกันอากาศภายในชั้นวาง (ตามปกติ) และน้ำจืดเพื่อทำให้อากาศเย็นลง น้ำนี้สามารถมาจากแหล่งที่สดและถูกทิ้งหลังจาก "ความร้อน"; สิ่งนี้เคยเป็นเรื่องปกติในการเรียกใช้ตู้เย็นขนาดเชิงพาณิชย์เพราะคณิตศาสตร์ได้ผลเช่นเดียวกับที่คุณใส่ไว้ในคำถาม มันไม่ได้ใช้กันทั่วไปในวันนี้เพราะน้ำมีราคาแพงกว่าที่เคยเป็นมาและคณิตศาสตร์ก็ใช้งานไม่ได้ (อย่างน้อยก็ในมุมโลกของฉันและน้ำก็ค่อนข้างถูกที่นี่ด้วย) มันจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการทำให้เซิร์ฟเวอร์เย็นลงด้วยการระบายความร้อนด้วยน้ำโดยตรงอย่างไรก็ตามคุณแนะนำความเสี่ยงของการรั่วไหลเช่นกัน

ผู้แจ้งที่ใหญ่ที่สุดที่คุณจะต้องใช้ในการดำเนินการใด ๆ ข้างต้นคืออุปกรณ์ราคาแพง ธุรกิจส่วนใหญ่ไม่สนใจว่าจะจ่ายให้เองภายใน 10 ถึง 20 ปีพวกเขาจะสนใจเฉพาะผลกำไรในปีนี้เท่านั้น ระยะเวลาผลตอบแทนขึ้นอยู่กับราคาท้องถิ่นของคุณ ..

TomTom - ฉันมากเกือบซื้อพวงของเอชพีMCSชั้นน้ำเย็นสำหรับโครงการไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่เลือกที่จะเปลี่ยนแปลงศูนย์ข้อมูลแทน

มันไม่ถูกอย่างแน่นอน แต่พวกเขาสนับสนุนในแง่ของความน่าเชื่อถือเช่นพวกเขายินดีที่คุณจะนำ Integrity มาใช้ สามารถจัดการ ~ 36Kw ต่อชั้นโดยวิธีการ

แค่อยากให้คุณตระหนักถึงสิ่งนี้เพราะมันไม่ได้กระโดดออกมาจากเว็บไซต์ของพวกเขา

ฉันไม่สามารถที่จะตอบทุกคำถามที่คุณได้ถาม แต่มีเป็นเจ้าภาพเป็นผู้หนึ่งที่ได้ส่วนใหญ่ทั้งหมดของกลยุทธ์ของพวกเขาในน้ำที่ใช้ระบายความร้อนและที่เป็นOVH เซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดของพวกเขาระบายความร้อนด้วยน้ำซึ่งช่วยให้พวกเขาเสนอราคาที่น่าสนใจ ถ้าฉันจำสถิติได้อย่างถูกต้องพวกเขาเป็น บริษัท โฮสติ้งที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปและอันดับ 5 ของโลก ใช่มันสามารถทำงานได้

มันง่ายไหม ไม่พวกเขาผลิตอุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำซึ่งทำให้ต้นทุนสูงขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตามมันนำไปสู่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดี

คุณสามารถนำน้ำอุ่นกลับมาใช้ใหม่ได้หรือไม่? ฉันไม่แน่ใจเพราะคุณไม่ต้องการให้น้ำมีอุณหภูมิสูงเกินไปเพราะจะทำให้ประสิทธิภาพในการทำให้เซิร์ฟเวอร์ของคุณเย็นลง

LRZ มีกลุ่มน้ำ HPC ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำขนาดใหญ่และพวกเขากำลังทำการกู้คืนความร้อนเหลือทิ้งประเภทนี้

SuperMUC ใช้รูปแบบใหม่ของการปฏิวัติการระบายความร้อนด้วยน้ำอุ่นที่พัฒนาโดย IBM ส่วนประกอบที่ใช้งานเช่นโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำจะถูกระบายความร้อนด้วยน้ำโดยตรงที่สามารถมีอุณหภูมิขาเข้าสูงถึง 40 องศาเซลเซียส "การระบายความร้อนด้วยของเหลวอุณหภูมิสูง" พร้อมกับซอฟต์แวร์ระบบที่ล้ำสมัยซึ่งสัญญาว่าจะลดการใช้พลังงานของระบบ นอกจากนี้อาคาร LRZ ทุกแห่งจะได้รับความร้อนอีกครั้งโดยใช้พลังงานนี้

ข้อมูลเพิ่มเติมที่http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/