サーバーラックを水で冷却しますか?分別がある?小規模な設置にエネルギーを再利用しますか?


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まず、これは買い物の問題ではなく、具体的な価格についてではなく、一般的な実現可能性についてです。アプローチが悪い場合、メーカーを探すことは意味がありません。

9月に会社を新しいオフィスに移動します。移動中に、コンピューティングクラスタを拡張および統合します。現在はデータセンターにありますが、地下室にはそれのために準備された素敵な部屋があります。

冷却について考えます。年末までに約10kwの電力を使用する可能性があります。それは大量の熱であり、冷却には費用がかかります。私は南ポーランドにあり、ドイツとの国境近くにいます。これは水が比較的安い価格で利用できるエリアです-「水を無駄にする」ことはここでは心配ではありません。したがって、私の状況は、たとえばスペインの会社とは異なります;)

物理学によれば、1リットルの水を1°CIで加熱するには1カロリー(1KCal)を使用し、1kWhは(そして100%の効率-給湯器はかなり効率的です)750カロリーだと教えてくれます。つまり、1kWhは1℃で750リットル加熱されます。10kwと20°の熱の増加は、1時間あたり375リットルが必要であることを意味します。これは毎分6.25リットルで、それほど多くはありません;)ここでは270立方メートルを話しています。夏でも、地下のパイプは水を本当にもっと冷やします;)

そのようなアプローチは実行可能ですか?誰もこれをしましたか?今のところ10kwのインストールがあります。その熱を再利用することは可能ですか?代替手段は、実行に約2.5kWhを使用する適切な冷却システムです。水を落とすと:

  1. 夏でも外気と比較してかなり冷たい入力を取得します(つまり、熱を落とすための低温媒体)
  2. 問題となる可能性のある外気に熱を放出する必要性を置き換えます。空気が22°Cである場合、それは撃退するLOTですが、OTOHの水はかなり冷たいでしょう。また、冷却回路の外側の部分の投資を節約することもできます。

さて、2番目の質問-それで家を暖房する実行可能な方法はありますか?;)結局のところ、それはその水の中のたくさんのエネルギーです;)

これが悪い考えである場合は、ここでやめます。そうでない場合は、サプライヤーを探し始めます。たぶん私の数学は間違っていますか?


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おもしろいアイデア-答えが示したように、以前はそうでしたが、個人的には、水冷システムにどれだけのお金が投じられるかに関係なく、私は何千もの通貨のサーバークラスターの近くには水が欲しくありません。
-tombull89

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さて、それからクーラー冷却に使用します。ラック冷却システム-あなたは何に熱を捨てますか?;)en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_coolingをアイデアとして見つけました-今ではそれはありませんが、家を暖めたり、暖かい水を落としたり、新鮮な水を得たりするようなものでうまくいくかもしれません。はるかに効率的で、エネルギーが賢明です。
トムトム

通常、水は最適な媒体ではありません(100%純粋な水を得ることはほとんど不可能であり、不純な水は電気を伝導する傾向があるため)。 通常、油浸冷却は選択方法です...このシステムからの廃熱をリサイクルすることは読者の課題として残されていますが、ファンからの排気を使用した空気交換はおそらく実装が容易/安価であると考えています。 ..
voretaq7

@ voretaq7、ミネラルオイルクーリングは以前に見たことがありますが、単一のデスクトップで、これほど高い規模で行われるとは思いませんでした。私は明らかに間違っていました。
tombull89

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10kwは大規模ではありません。最近の密度は、ラックごとに40kwになります(そのためにバックドアの冷却ユニットを見ました)。私は最近、1Uあたり2プロセッサの標準を取得しています-計算を行います。2.5kwラックの日は終わりました;;)
TomTom

回答:


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これには2つのアプローチがあります。1つは確かに市場に存在することを知っており、もう1つはカスタムビルドでしか聞いていません。

市場に対応

これらのソリューションは、水ループを使用してラック内の冷却を提供します。ラックの吸気側で冷気を生成し、水ループを使用して周囲と生成物の間で熱を交換します。これらのソリューションは存在し、機能するためにラックに取り付けられたハードウェアを変更する必要はありません。正しいエアフローを確保するために特別なラックドアが必要な場合がありますが、常にではありません。一部のソリューションでは、サーバーの吸気口の前に冷気の「カーテン」を作成します。

このアプローチを使用すると、電力密度の10KW /ラックバリアを簡単に破ることができます。

カスタムビルド

このアプローチは、デバイス自体に水をもたらします。ウォーターループが組み込まれたオフラインストアサーバーは知りませんが、そのような要件の10Kデバイスが本当に必要な場合、大手メーカーがあなたを助けることができると聞いています。ここでの利点は、ウォーターブロック自体がデバイスからの熱伝達を行うため、熱の空気透過率に(あまり)依存していないため、パワーエンベロープを高くすることができることです。

理論的には、カスタムビルドメソッドを使用すると、非常に高い電力密度を得ることができます。


申し訳ありませんが、それ自体は質問に答えません。ラックソリューションの存在を知っています。リタールなどが販売しています-それはラック内の空気の状態です。問題は反対側についてであり、熱を取り除きます。より効率的な解決策が得られる場合、JUSTだけで熱を浪費するAC外部ユニットの費用を支払わないことを好みます。冷水はカウンターサイドとして機能するかもしれませんし、多分それはさらに良く機能するでしょう....家で温水を使用するとき?
トムトム

@TomTomああ、あなたはサーバールームの外の熱交換器側を探しています!私の当面のノウハウを超えて、私は恐れています。
sysadmin1138

部屋では、ラックまたはサイドマウントの取り付けに行く可能性があります-現時点でその部分を確認してください。水を使用するものもありますが、水を節約するようにしてください(サーバーの上に水がなく、漏れが底に流れ、パイプしかありません。とにかく上からデータと電力を得ます)。問題はさらに-液体が部屋から出たら、どのようにしてその物質を最も効率的に冷却するのですか?)
TomTom

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:一般的には、冷却水のコスト効率に関しては、私はすでに答えたことを別の良い質問があります、データセンターの冷却水が普及されていない理由は?

特定の状況については、エコノマイザーを備えたグラウンドループヒートポンプをご覧になることを強くお勧めします。冬には、エコノマイザーを実行するだけで、基本的に外気を利用してデータセンターを冷却するのに十分なほど涼しいでしょう。夏には、ヒートポンプは標準のACユニットよりもはるかに効率的で、通常は約2倍の効率です。

一般的なループヒートポンプを使用すると、ある領域(データセンター)から熱を抽出し、それを別の領域(オフィススペースや接続された家でも)に非常に効率的にポンプで送ることができます(ただし、従来のソースを使用する方がコスト効率が高いと思われます) 、それはあなたの地域のエネルギーコストに依存します)。

空気を使って水を捨てて冷却することもできますし、ラック内の空気(通常)と新鮮な水を使って冷却することもできます。この水は新鮮な水源から来て、「加熱」後に捨てられます。これは、商業規模の冷蔵庫を実行するのに一般的でした。なぜなら、あなたが質問に入れたときと同じように数学がうまくいったからです。水は以前よりも高価であり、数学が機能しなくなったため、今日では一般的に使用されていません(少なくとも私の世界では、水もかなり安いです)。サーバーを水冷で直接冷却する方が効率的ですが、漏れのリスクも発生します(これには独自のリスクまたは保険コストがかかります)。

前述のいずれかを実装する際の最大の批判は、高価な機器であるということです。ほとんどの企業は、10年から20年でそれ自体を支払うかどうかは気にせず、今年の収益のみを気にします。支払い期間は現地の価格によって異なります。


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実は違う。サーバールームを取り出したとしても-水側などを無視してください。1mwの設置では問題になる可能性があります(川にいる場合を除く)が、ACのエネルギー問題の半分を取り除いて、外気よりもかなり冷たいヒートダンプを提供します。私の質問は広まっていることではありません-私はここに投資したいと思っています。私の質問は経済/実現可能性です。また、水冷でもラックを冷却するキットがあります。
トムトム

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インペリアル-ガロンは十分に悪いですが、ここではBTUは使用しません。それはすべてワットに関するものです;)
トムトム

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典型的な冷凍サイクル(通常のクーラー)でヒートシンクとして水を使用すると、2〜3倍の効率が得られます(給水の温度が大体地温12ºCであると仮定)。これは、閉ループ(一般に地熱ヒートポンプと呼ばれます)と新鮮なダンプ水などの開ループの両方に適用されます。典型的な蒸発システムは、はるかに効率が低く、通常蒸気駆動のアプリケーションに最適です(一般的には、ごみ焼却から蒸気を供給する地元のユーティリティ)。
クリスS

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それはさらにいいです。温度が14から18度である限り、15キロワット(!)で500ワット(!)で冷却する地下水で冷却するという主張をいくつか見つけました。
トムトム

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水は1リットルあたり1.16Wの冷却を提供します。10kWを冷却するには、11600度リットルが必要です。ほとんどのコンピューターは約32°Cで動作します。地下水が20°C上昇する12°Cで始まった場合(非現実的な100%の効率を仮定)、11600l-C÷200C = 580l(私の650lの見積もりはより現実的です)。500ワットの数値は、温度差と流量がなければ意味がありません。たとえば、ヒートポンプ(ペルチェ、蒸発、冷媒)を使用している場合、温度差を大きくすることができますが、それを実行するために電気代を支払う必要があります。
クリスS

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お知らせメールTomTom -私は非常に近いHPのの束買っMCSの数年前にこのプロジェクトのための水冷ラックを代わりに変更データセンターに選びました。

それは正確に安くはありませんが、信頼性の点で彼らはそれを支持します。例えば、彼らはあなたが彼らのIntegrityのものをそれらに入れて幸せです。ちなみにラックあたり最大36Kwを処理できます。

ウェブサイトから完全に飛び出すわけではないので、このことを知ってほしかったです。


ええ、特にHP;)まだいくつかあります-そして、私は薄いサイドのクーラーが最適です。現在、アプローチを評価しています。私の主な質問はサーバー側ではなく、基本的に熱を放出する方法です;)
TomTom

私たちが使用しているロンドン東部には、ACに大規模な障害が発生した場合に何らかの奇妙な方法でデータセンターがあります。建物の間に大きな池があり、通常の雨水がたくさんあります。ACに障害が発生した場合、何らかの方法で熱を通過させることができますが、詳細はわかりませんが、小さな池ではなく、おそらく100m x 10mですか?
チョッパー3

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まあ、家はトイレなどからの廃水のために後ろに歌を持っています-それはもう使用されていません。私は何人かの人々にそれをきれいにするために支払い、そして雨水のためにそこにタンクを設置することができました。同意した;)実際、雨水は水の請求書を大幅に減らすかもしれない;)
トムトム

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あなたが尋ねたすべての質問に答えることはできませんが、ほとんどすべての戦略を水ベースの冷却に基づいているホストが1人いて、それがOVHです。すべてのサーバーは水冷式であり、興味深い価格を提供できます。統計を正しく覚えていれば、彼らはヨーロッパで最大のホスティング会社であり、世界で5番目です。はい、それは動作します。

簡単ですか?いいえ。彼らは水冷設備のほとんどを製造しているため、初期費用がかかります。それにもかかわらず、それは大きなエネルギー効率につながります。

温水を再利用できますか?サーバーの温度を下げると効率が低下するため、水温が高くなりすぎないようにする必要があるかどうかはわかりません。


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LRZには大きな温水冷却HPCクラスターがあり、この種の廃熱回収を行っています。

SuperMUCは、IBMが開発した新しい革新的な温水冷却方式を使用しています。プロセッサーやメモリーなどのアクティブなコンポーネントは、水で直接冷却されます。水は、最高40℃の吸気口温度を持ちます。「高温液体冷却」と非常に革新的なシステムソフトウェアを組み合わせることで、システムのエネルギー消費を削減できます。さらに、すべてのLRZビルは、このエネルギーを再利用して加熱されます。

詳細については、http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/をご覧ください。

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