Centrum danych z chłodzeniem wodnym
The number of datacenters continues to grow in response to the enormous amount of digital information stored and streamed. Even though technology continues to advance, the consumed power is rising as more cores and CPUs are packed into smaller spaces and server densities steadily increase.
The great amounts of energy used create massive heat which makes servers slow down or malfunction. In this context, efficient cooling has become a key building requirement and traditional cooling systems are not fulfilling the demands. Also, increases in energy prices have forced many IT technicians to confront the inefficiency of current practices.
Chłodzenie wodne a powietrzne
Istnieje wiele sposobów chÅ‚odzenia centrów danych, w zależnoÅ›ci od ich mocy obliczeniowej, kosztów energii, dostÄ™pnoÅ›ci wody, obciążenia danych i gÄ™stoÅ›ci serwerów. Popularne opcje na rynku obejmujÄ… systemy chÅ‚odzone wodÄ… i powietrzem. PorównujÄ…c techniki chÅ‚odzenia wodnego i powietrznego w centrach danych, można zauważyć, że chÅ‚odzenie powietrzem jest bardziej popularne, ale chÅ‚odzenie wodne może być bardziej opÅ‚acalne.
Powietrze, jako gaz, charakteryzuje siÄ™ niskÄ… przewodnoÅ›ciÄ… cieplnÄ…, co oznacza, że ilość energii potrzebnej do schÅ‚odzenia powietrza do wymaganej temperatury i jego przemieszczania staje siÄ™ dość kosztowna. Woda ma znacznie wiÄ™kszÄ… zdolność odprowadzania ciepÅ‚a niż powietrze i dlatego może być znacznie skuteczniejsza w chÅ‚odzeniu punktów newralgicznych, jeÅ›li zostanie zaprojektowana i wdrożona w odpowiedni sposób. Korzystanie z systemów chÅ‚odzonych wodÄ… w porównaniu z systemami chÅ‚odzonymi powietrzem może znacznie obniżyć koszty energii potrzebnej do chÅ‚odzenia. Co zaskakujÄ…ce, może to również zmniejszyć Å›lad wodny. Ponieważ ilość wody zużywanej w elektrowni do wytworzenia dodatkowej energii potrzebnej systemowi chÅ‚odzenia powietrzem jest w rzeczywistoÅ›ci wiÄ™ksza niż ilość wody zużywanej lokalnie przez system chÅ‚odzony wodÄ….
Zalety systemów chÅ‚odzenia wodnego obejmujÄ…:
- DziesiÄ™ciokrotny wzrost gÄ™stoÅ›ci serwerów,
- Znacznie mniejsze zapotrzebowanie na energię do chłodzenia,
- Krótszy czas produkcji i krótszy zwrot z kapitaÅ‚u,
- Brak potrzeby stosowania niestandardowej architektury budynku,
- Zwiększona niezawodność infrastruktury,
- Brak potrzeby ponownego charakteryzowania przepÅ‚ywów powietrza przed przeprowadzkÄ…, dobudowÄ… lub zmianÄ…,
- Znacznie lepsze środowisko pracy (redukcja hałasu).
ChÅ‚odzenie wodne stanowiÅ‚o problem dla wielu operatorów centrów danych ze wzglÄ™du na potencjalne wycieki, jednak technologia ta rozwinęła siÄ™ do tego stopnia, że nie powinno to stanowić problemu. Wykorzystanie wody do efektywniejszego chÅ‚odzenia punktów dostÄ™powych pozwala zoptymalizować zużycie energii i zapewnia możliwość obsÅ‚ugi centrów danych o wysokiej dostÄ™pnoÅ›ci i wysokiej gÄ™stoÅ›ci w przyszÅ‚oÅ›ci. W wiÄ™kszoÅ›ci scenariuszy chÅ‚odzenie wodne jest rzeczywiÅ›cie uważane za najlepszÄ… praktykÄ™. Technologie chÅ‚odzone wodÄ… sÄ… jeszcze bardziej wydajne, gdy w chÅ‚odniejszych okresach stosuje siÄ™ „swobodne chÅ‚odzenie”.
W rzeczywistoÅ›ci wieże chÅ‚odnicze nie tyle utrzymujÄ… chÅ‚ód, co oddajÄ… ciepÅ‚o, przenoszÄ…c je z wody do atmosfery poprzez proces parowania (ciepÅ‚a utajonego) i jawnego, obniżajÄ…c w ten sposób temperaturÄ™ wody. PrzemysÅ‚ wykorzystuje wodÄ™ chÅ‚odzÄ…cÄ… do różnych zadaÅ„, w zwiÄ…zku z czym istniejÄ… również różne rodzaje wież chÅ‚odniczych.
PrawidÅ‚owo dobrana i konserwowana wieża chÅ‚odnicza może pomóc organizacjom uniknąć problemów w jej eksploatacji. Wyboru należy dokonać na podstawie rozmiaru, wydajnoÅ›ci, dynamiki i innych czynników.
Uzdatnianie wody chłodzącej
ŹródÅ‚a wody wykorzystywane w chÅ‚odniach kominowych czÄ™sto zawierajÄ… sole (takie jak chlor, siarczany i wÄ™glany), rozpuszczone gazy (takie jak tlen i dwutlenek wÄ™gla) oraz jony metali (takie jak żelazo i mangan). Obecność tych zanieczyszczeÅ„ może powodować szereg problemów, w tym osadzanie siÄ™ kamienia, korozjÄ™ i rozwój mikroorganizmów. Mikroorganizmy chorobotwórcze, takie jak bakterie Legionella, muszÄ… zostać unieszkodliwione. W zwiÄ…zku z tym systemy uzdatniania i dezynfekcji wody w chÅ‚odniach kominowych majÄ… kluczowe znaczenie dla speÅ‚nienia wymagaÅ„ innych niż standardowe wymagania dotyczÄ…ce wody pitnej i wody basenowej.
Figure 1. Schemat technologii chÅ‚odzenia wody w centrum danych z wstÄ™pnym uzdatnianiem wody uzupeÅ‚niajÄ…cej za pomocÄ… membran odwróconej osmozy
Firma Lenntech zaprojektowaÅ‚a, wyprodukowaÅ‚a i zmontowaÅ‚a kilka gotowych instalacji uzdatniania wody do zasilania centrów danych w wodÄ™ chÅ‚odzÄ…cÄ…. RozwiÄ…zania Lenntech pozwalajÄ… na redukcjÄ™ zużycia wody o 20-30% w jednostkach chÅ‚odzÄ…cych, a tym samym minimalizacjÄ™ Å›cieków (spustów). Ponadto, oczyszczona woda i wysoki wskaźnik odzysku pozwalajÄ… na zmniejszenie iloÅ›ci chemikaliów używanych do utrzymania jakoÅ›ci wody chÅ‚odzÄ…cej.
System ten może być montowany w kontenerach lub na platformach, jako kompaktowe rozwiązanie typu plug-and-play, minimalizując prace na miejscu i zajmowaną powierzchnię.
