Rack de servidores de refrigeración con agua? ¿Sensato? ¿Reutilizar energía para pequeñas instalaciones?

15

Primero: esta no es una pregunta de compras y no se trata de precios concretos sino de factibilidad general. No tiene sentido buscar un fabricante si el enfoque es malo.

Trasladaré mi empresa a nuevas oficinas en septiembre, y durante la mudanza expandiremos y consolidaremos nuestro clúster informático. En este momento está en un centro de datos, pero tengo una bonita habitación en el sótano preparada para ello.

Pienso en enfriarme. Probablemente usaremos alrededor de 10kw de potencia para fin de año. Eso es MUCHO calor, y el enfriamiento será costoso. Estoy ubicado en el sur de Polonia, cerca de la frontera alemana. Esta es un área donde el agua está disponible por un precio relativamente barato: el "desperdicio de agua" no es una preocupación aquí. Por lo tanto, mi situación es diferente de, por ejemplo, una empresa en España;)

La física me dice que para calentar 1 litro de agua en 1 ° CI, use 1 caloría (1KCal), y 1kWh es (y podemos suponer un 100% de eficiencia: los calentadores de agua son bastante eficientes) 750 calorías. Eso significa que 1kWh son 750 litros calentados por 1 ° C. 10kw y un aumento de 20 ° en el calor significarían que por hora necesito 375 litros. Eso es 6.25 litros por minuto y no ESTO;) Estamos hablando de 270 metros cúbicos aquí. Incluso en verano, las tuberías subterráneas realmente enfrían el agua MUCHO más;)

¿Es factible tal enfoque? ¿Alguien ha hecho esto? Tenemos una instalación de 10kw por ahora. ¿Es factible reutilizar ese calor? La alternativa es un sistema de enfriamiento decente que utilizará alrededor de 2.5kWh para funcionar. Dejar caer el agua:

Consígueme una entrada bastante fría en comparación con el aire exterior, incluso en verano (es decir, un medio de temperatura más baja para dejar caer el calor)
Reemplace la necesidad de arrojar calor al aire exterior, lo que puede ser problemático. Si el aire está a 22 ° C, es MUCHO para combatir, pero OTOH el agua estará bastante fría. Posiblemente también ahorraría la inversión para la parte exterior del circuito de enfriamiento.

Ahora, segunda pregunta: ¿hay alguna manera factible de calentar una casa con eso? ;) Después de todo, es MUCHA energía en esa agua;)

Si es una mala idea, me detendré aquí. Si no es así, comenzaré a buscar proveedores. Tal vez mis matemáticas están mal?

server-room physical-environment

— TomTom
fuente

2

Idea interesante: como las respuestas han demostrado que se ha pensado antes, pero, personalmente, no querría agua en ningún lugar cerca de un clúster de servidores de cien mil monedas, independientemente de cuánto dinero se arroje a un sistema de refrigeración por agua.

— tombull89

1

Bueno, entonces úsalo para enfriar a los coutner. En el sistema de enfriamiento del estante: ¿en qué vierte el calor? ;) Acabo de encontrar en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_cooling como una idea, ahora no tengo eso, pero tal vez funcione con cosas como calentar la casa, dejar caer agua tibia y obtener agua fresca, etc. El enfriamiento evaporativo solo haría las cosas mucho más eficiente, energéticamente sabio.

— TomTom

El agua no suele ser el medio de elección (porque obtener agua 100% pura es casi imposible, y el agua impura tiende a conducir electricidad). El enfriamiento por inmersión en aceite suele ser el método de elección ... Reciclar el calor residual de este sistema se deja como un ejercicio para el lector, pero diría que el intercambio de aire usando el escape de los ventiladores es probablemente más fácil / económico de implementar. ..

— voretaq7 18/06/12

@ voretaq7, he visto enfriamiento de aceite mineral antes, pero en un solo escritorio y no creo que se haga a una escala tan alta. Obviamente estaba equivocado.

— tombull89 18/06/12

1

10kw no es una gran escala. Las densidades en estos días van a 40kw POR RACK (he visto unidades de enfriamiento de la puerta trasera para eso). En estos días obtengo 2 procesadores por 1U estándar: haz los cálculos. Los días de bastidores de 2.5kw han terminado ...;)

— TomTom

4

Hay dos enfoques para esto, uno que estoy seguro existe en el mercado, y otro del que solo he oído hablar en las compilaciones personalizadas.

Listo para el mercado

Estas soluciones utilizan un circuito de agua para proporcionar enfriamiento en el estante. Producen aire frío en el lado de entrada de la rejilla y usan el circuito de agua para intercambiar calor entre el ambiente y lo que produce. Estas soluciones existen y no requieren ninguna modificación del hardware en rack para que funcione. A veces requieren puertas de bastidor especiales para garantizar un flujo de aire correcto, pero no siempre; Algunas soluciones crean una 'cortina' de aire frío frente a las tomas del servidor.

Con este enfoque, puede romper fácilmente la barrera de 10KW / Rack para la densidad de potencia.

Construcciones personalizadas

Este enfoque lleva agua al dispositivo. No conozco ningún servidor fuera de la tienda en línea que tenga bucles de agua incorporados, pero escuché que los principales fabricantes pueden ayudarlo si realmente necesita dispositivos de 10K con tales requisitos. La ventaja aquí es que puede empujar más alto en la envolvente de alimentación, ya que no depende (tanto) de la transmisión de calor por aire, ya que el bloque de agua en sí hace la transferencia de calor desde los dispositivos.

Teóricamente, puede obtener densidades de potencia realmente altas con el método de construcción personalizada.

— sysadmin1138
fuente

Lo sentimos, eso no responde la pregunta per se. Sé que existen soluciones de rack. Rittal y otros los venden, es un aire acondicionado en rack. La pregunta es más sobre el otro lado, deshacerse del calor. Prefiero no pagar por una unidad exterior de CA que SOLO desperdicia el calor cuando puedo tener una solución más eficiente. Tal vez el agua fría funciona como un lado opuesto, tal vez funciona aún mejor ... cuando usa el agua tibia en la casa?

— TomTom

@TomTom ¡Ah, estás buscando el lado del intercambiador de calor fuera de la sala de servidores! Más allá de mi conocimiento inmediato, me temo.

— sysadmin1138

En la habitación, probablemente vaya con una instalación de montaje en bastidor o lateral, verificando esa parte en este momento. Hay algunos que usan agua, pero asegúrese de que esté ahorrada (no hay agua SOBRE LOS servidores, una fuga baja al fondo y solo hay tuberías, de todos modos obtenemos datos y energía desde la parte superior). El problema es más: una vez que el líquido sale de la habitación, ¿cómo puedo enfriar esas cosas de la manera más eficiente?)

— TomTom

7

En cuanto a la rentabilidad de la refrigeración por agua en general, hay otra buena pregunta que ya respondí: ¿por qué la refrigeración por agua del centro de datos no está muy extendida?

En cuanto a su situación específica, recomiendo encarecidamente mirar las bombas de calor de circuito de tierra con economizadores. Es probable que sea lo suficientemente frío en su invierno para ejecutar los economizadores, utilizando lo que es básicamente aire exterior para enfriar su centro de datos. En verano, las bombas de calor son mucho más eficientes que las unidades de CA estándar, aproximadamente el doble de eficientes.

El uso de bombas de calor de circuito común puede permitirle extraer el calor de un área (centro de datos) y bombearlo a un área diferente (espacio de oficina o incluso en un hogar adjunto) de manera bastante eficiente también (aunque probablemente sea más rentable ir con fuentes convencionales , depende de los costos de energía en su localidad).

También puede usar aire para verter agua para enfriar, aire dentro del estante (como es típico) y agua fresca para enfriar el aire. Esta agua puede provenir de fuentes frescas y ser vertida después de "calentar"; esto solía ser común en el funcionamiento de refrigeradores de tamaño comercial porque las matemáticas funcionaron tal como lo pones en la pregunta. Hoy en día no se usa comúnmente porque el agua es más cara de lo que solía ser y las matemáticas ya no funcionan (al menos en mi rincón del mundo, y el agua también es bastante barata aquí). Sería más eficiente enfriar directamente el servidor con refrigeración por agua, sin embargo, también introduce el riesgo de fuga (que conlleva su propio riesgo o los costos del seguro).

El mayor detractor que tendrá en la implementación de cualquiera de los mencionados es que es un equipo costoso. A la mayoría de las empresas no les importa si se amortiza en 10 a 20 años, solo les importa el resultado final de este año. El período de pago depende de los precios locales.

— Chris S
fuente

1

En realidad no. Incluso si saca la sala de servidores, ignore el lado del agua, etc. ... ¿qué pasa con el uso de agua dulce como descarga de calor? Para una instalación de 1 mw, puede ser un problema (a menos que esté en un río), pero eliminaría la mitad del problema de energía para el aire acondicionado y proporcionaría una descarga de calor SIGNIFICATIVAMENTE más fría que el aire exterior. Mi pregunta no es generalizada: estoy dispuesto a invertir aquí. Mi pregunta es la economía / viabilidad. Y hay kits que funcionan en la refrigeración de la parrilla, incluso con agua.

— TomTom

1

Imperial: los galones son lo suficientemente malos, pero una BTU no es algo que usemos aquí. Se trata de Watts;)

— TomTom

1

El uso de agua como disipador de calor en un ciclo de refrigeración típico (enfriadores típicos) los hace 2-3 veces más eficientes (suponiendo que el suministro de agua sea aproximadamente la temperatura del suelo, 12ºC). Esto se aplica tanto a los circuitos cerrados de tierra (comúnmente llamados bombas de calor geotérmicas) como a los circuitos abiertos, como el agua de descarga fresca. Los sistemas de evaporación típicos son mucho menos eficientes y, por lo general, son más adecuados para aplicaciones alimentadas por vapor (donde la empresa de servicios públicos local suministra vapor, comúnmente a partir de la incineración de basura).

— Chris S

1

Es mejor. Encontré algunas afirmaciones para enfriar con agua subterránea que pone el enfriamiento a 500 vatios (!) Por 15kw (!) Siempre que la temperatura del agua sea de 14 a 18 grados.

— TomTom

1

El agua proporciona 1.16W de enfriamiento por grado-litro. Para enfriar 10kW necesitas 11600 grados-litros; la mayoría de las computadoras correrán alrededor de 32 ° C. Si el agua subterránea comenzó a 12 ° C, sería un aumento de 20 ° C (suponiendo una eficiencia irreal del 100%), entonces 11600l-C ÷ 200C = 580l (mi estimación de 650l es más realista). Su número de 500 vatios no significa nada sin un diferencial de temperatura y velocidad de flujo. Por ejemplo, si usa una bomba de calor (Peltier, evap, refrigerante) puede aumentar el diferencial de temperatura, pero luego tendría que pagar la electricidad para hacer funcionar eso también.

— Chris S

6

TomTom - Yo muy a punto de comprar un montón de HP MCS bastidores refrigerados por agua para un proyecto de hace unos años, pero optó por el cambio de centro de datos en su lugar.

No es exactamente barato, pero lo respaldan en términos de confiabilidad, por ejemplo, están contentos de que les pongas su integridad. Por cierto, puede manejar ~ 36Kw por rack.

Solo quería que estuvieras al tanto de estas cosas, ya que no saltan exactamente de su sitio web.

— Chopper3
fuente

Sí, especialmente HP;) Todavía hay algunos por ahí, y creo que el mejor refrigerador lateral es mejor. Evaluando actualmente los enfoques. Mi pregunta principal no es el lado del servidor, es básicamente cómo descargar el calor;)

— TomTom

Hay un centro de datos en el este de Londres que utilizamos que tiene una forma loca de hacerlo en caso de una falla importante de CA: tienen un gran estanque entre los edificios lleno de mucha agua de lluvia regular. En caso de falla de CA, de alguna manera pueden dirigir el calor a través de él, no conocen los detalles, pero no es un estanque pequeño, ¿tal vez 100m x 10m?

— Chopper3

1

Bueno, la casa tiene un canto en la parte posterior para el agua residual de los inodoros, etc., que ya no se usa. Podría pagarle a algunas personas para que lo limpien, luego instalar un tanque allí para el agua de lluvia. De acuerdo;) En realidad, el agua de lluvia también puede reducir significativamente la factura del agua;)

— TomTom

0

No puedo responder a todas las preguntas que ha formulado, pero hay un host que ha basado principalmente toda su estrategia en el enfriamiento a base de agua y eso es OVH . Todos sus servidores están refrigerados por agua, lo que les permite ofrecer precios interesantes. Si recuerdo las estadísticas correctamente, son la compañía de hosting más grande de Europa y la quinta del mundo. Entonces sí, puede funcionar.

Es simple? No. Fabrican la mayor parte de sus equipos de refrigeración por agua, lo que genera costos iniciales elevados. Sin embargo, conduce a una gran eficiencia energética.

¿Se puede reutilizar el agua caliente? No estoy tan seguro, ya que no desea que el agua suba demasiado la temperatura, ya que perderá su eficiencia para enfriar sus servidores.

— Antoine Benkemoun
fuente

0

LRZ tiene un gran clúster HPC enfriado por agua tibia, y están haciendo este tipo de recuperación de calor residual.

SuperMUC utiliza una nueva y revolucionaria forma de enfriamiento con agua caliente desarrollada por IBM. Los componentes activos, como los procesadores y la memoria, se enfrían directamente con agua que puede tener una temperatura de entrada de hasta 40 grados Celsius. La "refrigeración líquida a alta temperatura" junto con un software de sistema muy innovador promete reducir el consumo de energía del sistema. Además, todos los edificios LRZ se calentarán reutilizando esta energía.

Más información en http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/

— Physicsgeekn
fuente