用水冷却服务器机架?明智吗?小型安装可重复利用能源吗?

用水冷却服务器机架?明智吗?小型安装可重复利用能源吗?

首先,这不是一个购物问题,也不是关于具体价格的问题,而是关于一般可行性的问题。如果方法不好,寻找制造商是没有意义的。

我将于 9 月将公司搬迁至新办公室,搬迁期间我们将扩展和整合我们的计​​算集群。目前它位于数据中心,但我已在地下室准备了一间舒适的房间。

我考虑的是冷却问题。到今年年底,我们可能会使用大约 10 千瓦的电力。这会产生大量的热量,而且冷却成本会很高。我位于波兰南部,靠近德国边境。这是一个水价相对便宜的地区——“浪费水”在这里不是问题。因此,我的情况与西班牙的公司不同 ;)

物理学告诉我,将 1 升水加热 1°CI 需要 1 卡路里 (1KCal),而 1kWh 相当于(我们可以假设效率为 100% - 热水器非常高效)750 卡路里。这意味着 1kWh 相当于将 750 升水加热 1°C。10kw 和 20° 的热量增加意味着每小时我需要 375 升。即每分钟 6.25 升,并不是那么多 ;) 我们这里说的是 270 立方米。即使在夏天,地下管道也能使水冷却很多 ;)

这种方法可行吗?有人这样做过吗?我们目前有 10kw 的装置。重复利用这些热量可行吗?另一种选择是一个不错的冷却系统,运行将使用大约 2.5kWh。放弃水将:

  1. 即使在夏天,也要给我一个与外界空气相比相当冷的输入(即较低温度的介质来降低热量)
  2. 无需将热量排放到室外空气中,这可能会带来问题。如果空气温度为 22°C,则需要大量散热,但另一方面,水会非常冷。我可能还会节省冷却回路外部部分的投资。

现在,第二个问题 - 有没有可行的方法用它来给房子供暖?;) 毕竟,水中含有大量能量 ;)

如果这是一个坏主意,我就到此为止。如果不是,我就开始寻找供应商。也许我的计算错了?

答案1

对此有两种方法,一种我确信存在于市场上,另一种我只在定制版本中听说过。

市场准备

这些解决方案使用水循环提供机架冷却。它们在机架的进气侧产生冷空气,并使用水循环在环境和其产生的热量之间交换热量。这些解决方案是存在的,并且不需要对机架硬件进行任何修改即可工作。它们有时需要特殊的机架门来确保正确的气流,但并非总是如此;有些解决方案在服务器进气口前形成一道冷空气“幕”。

通过这种方法,您可以轻松突破 10KW/Rack 的功率密度障碍。

定制构建

这种方法将水引入设备本身。我不知道任何非在线商店的服务器内置有水环,但我听说如果您确实需要具有此类要求的 10K 设备,主要制造商可以为您提供帮助。这里的优势在于,您可以提高功率范围,因为您不依赖(太多)空气的热量传输,因为水块本身会从设备传递热量。

从理论上讲,您可以通过定制方法获得真正高的功率密度。

答案2

至于水冷的总体成本效益,还有一个好问题我已经回答过了:数据中心水冷为何没有普及?

至于您的具体情况,我强烈建议您考虑使用带节能器的地环热泵。冬天可能足够凉爽,只需运行节能器,使用基本上是室外空气来冷却您的数据中心。夏天,热泵比标准空调机组效率高得多,通常效率大约是后者的两倍。

使用公共环路热泵可以让您从一个区域(数据中​​心)提取热量并相当有效地将其泵送到不同的区域(办公空间或甚至是附属的住宅)(尽管使用传统能源可能更具成本效益,但这取决于您所在地的能源成本)。

您也可以使用空气来排放水以进行冷却,使用机架内的空气(这是典型的情况)和淡水来冷却空气。这些水可以来自淡水源,并在“加热”后排放;这曾经是运行商用冰箱的常用方法,因为数学计算结果与问题中所述一致。现在这种方法并不常用,因为水比以前更贵,而且数学计算不再有效(至少在我所在的角落,这里的水也相当便宜)。直接用水冷却来冷却服务器会更有效率,但是您也会引入泄漏的风险(这会带来自身的风险或保险成本)。

实施上述任何一项措施时,最大的不利因素是设备价格昂贵。大多数企业并不关心设备能否在 10 到 20 年后收回成本,他们只关心今年的利润。回收期取决于当地的价格。

答案3

TomTom-我非常差点买了一堆惠普摩根大通几年前,我曾为一个项目安装过水冷机架,但最终选择更换数据中心。

虽然价格不便宜,但他们保证其可靠性,例如,他们很乐意让您使用他们的 Integrity 产品。顺便说一下,每个机架可以处理 ~36Kw。

只是想让你注意这些内容,因为它们并不是真正从他们的网站上跳出来的。

答案4

LRZ 拥有大型热水冷却 HPC 集群,他们正在进行这种废热回收。

SuperMUC 采用 IBM 开发的一种革命性的新型热水冷却方式。处理器和内存等有源组件直接用水冷却,水的入口温度最高可达 40 摄氏度。“高温液体冷却”与极具创新性的系统软件相结合,有望降低系统的能耗。此外,所有 LRZ 建筑物都将利用这些能源进行供暖。

更多信息http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/

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