Vraag Koelserverrek met water? Sensible? Energie hergebruiken voor een kleine installatie?


Ten eerste - dit is geen winkelvraag en niet over concrete prijzen, maar over de algemene haalbaarheid. Het heeft geen zin om naar een fabrikant te zoeken als de aanpak slecht is.

Ik verplaats mijn bedrijf in september naar nieuwe kantoren en tijdens de verhuizing breiden we onze computercluster uit en consolideren we deze. Op dit moment zit het in een datacenter, maar ik heb er een mooie ruimte in de kelder voor klaarliggen.

Ik denk aan koeling. Waarschijnlijk gebruiken we tegen het einde van het jaar ongeveer 10 kW aan stroom. Dat is HEEL VEEL hitte en koeling zal duur zijn. Ik ben gevestigd in het zuiden van Polen, dicht bij de Duitse grens. Dit is een gebied waar water beschikbaar is voor een relatief goedkope prijs - "het verspillen van water" is hier geen punt van zorg. Mijn situatie is dus anders dan bijvoorbeeld een bedrijf in Spanje;)

Natuurkunde vertelt me ​​dat om 1 liter water te verwarmen met 1 ° C ik gebruik 1 Calorie (1KCal), en 1kWh is (en we kunnen uitgaan van 100% efficiëntie - waterverwarmingstoestellen zijn behoorlijk efficiënt) 750 calorieën. Dat betekent dat 1kWh 750 liter is verwarmd met 1 ° C. 10kw en 20 ° meer warmte zou betekenen dat ik per uur 375 liter nodig heb. Dat is 6,25 liter per minuut en niet DAT;) We hebben het hier over 270 kubieke meter. Zelfs in de zomer koelen de ondergrondse leidingen het water nog VEEL meer af;)

Is een dergelijke aanpak haalbaar? Heeft iemand dit gedaan? We hebben nu een installatie van 10 kW. Is het haalbaar om die warmte opnieuw te gebruiken? Het alternatief is een fatsoenlijk koelsysteem dat ongeveer 2,5 kWh zal gebruiken om te gebruiken. Het laten vallen van het water zou:

  1. Geef me een behoorlijk koude input in vergelijking met de buitenlucht, zelfs in de zomer (dat wil zeggen een medium met een lagere temperatuur om de warmte binnen te laten)
  2. Vervang de noodzaak om warmte in de buitenlucht te dumpen, wat problematisch kan zijn. Als de lucht 22 ° C is, is dat VEEL om tegen te vechten, maar OTOH zal het water behoorlijk koud zijn. Ik zou ook de investering voor het buitenste deel van het koelcircuit kunnen besparen.

Nu, tweede vraag - is er een haalbare manier om daarmee een huis te verwarmen? ;) Immers, het is VEEL energie in dat water;)

Als dit een slecht idee is, stop ik hier. Als dat niet zo is, ga ik op zoek naar leveranciers. Misschien is mijn wiskunde verkeerd?


15
2018-06-18 17:42


oorsprong


Interessant idee - zoals de antwoorden laten zien dat het al eerder is gebeurd, maar persoonlijk zou ik geen water in de buurt van een servercluster van honderdduizend valuta willen hebben, ongeacht hoeveel geld er wordt gegooid bij een waterkoelingssysteem. - tombull89
Wel, gebruik het dan voor coutner-koeling. In rack-koelsysteem - waar dump je de warmte in? ;) Ik heb zojuist gevonden en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_cooling als een idee - nu heb ik dat niet, maar misschien werkt het met dingen zoals het verwarmen van het huis, het laten vallen van warm water en het krijgen van vers water enz. Verdampingskoeling alleen zou de dingen een stuk efficiënter maken, qua energie. - TomTom
Water is meestal geen medium bij uitstek (omdat 100% zuiver water bijna onmogelijk is en onzuiver water de neiging heeft om elektriciteit te geleiden). Olie-immersiekoeling is meestal de voorkeursmethode ... Recycling van de restwarmte van dit systeem blijft een oefening voor de lezer, maar ik zou voorstellen dat de luchtverversing met behulp van de uitlaat van de ventilatoren waarschijnlijk gemakkelijker / goedkoper is om te implementeren ... - voretaq7
@ voretaq7, ik heb eerder minerale oliekoeling gezien, maar op een enkele desktop en ik denk niet dat het op zo'n hoge schaal zou worden gedaan. Ik had het duidelijk mis. - tombull89
10kw is geen grote schaal. De dichtheden van tegenwoordig gaan naar 40 kW PER RACK (daarom hebben we de koeleenheden van de achterdeur gezien). Ik krijg standaard deze dagen 2 processors per 1U - maak de wiskunde. De dagen van 2.5kw racks zijn voorbij ...;) - TomTom


antwoorden:


Er zijn twee benaderingen hiervan, een die ik zeker weet, bestaat in de markt, en een andere die ik alleen heb gehoord over aangepaste builds.

Market-ready

Deze oplossingen maken gebruik van een waterkringloop om koeling op het rek te bieden. Ze produceren gekoelde lucht aan de invoerzijde van het rack en gebruiken de waterlus om warmte uit te wisselen tussen ambient en wat het produceert. Deze oplossingen bestaan, en vereisen geen aanpassingen aan gerepareerde hardware om werk te maken. Soms hebben ze speciale rackdeuren nodig om een ​​correcte luchtstroom te garanderen, maar niet altijd; sommige oplossingen creëren een 'gordijn' van koude lucht voor de serverinlaten.

Met deze aanpak kunt u eenvoudig de 10KW / rekbarrière doorbreken voor vermogensdichtheid.

Aangepaste builds

Deze benadering brengt zelf water in het apparaat. Ik ken geen servers buiten de webwinkel waar waterlussen zijn ingebouwd, maar ik hoor dat de belangrijkste fabrikanten je kunnen helpen als je echt 10K-apparaten met dergelijke vereisten nodig hebt. Het voordeel hiervan is dat je hoger op de krachtomhulling kunt duwen omdat je niet (zo veel) afhankelijk bent van luchttransmissie van warmte, omdat het waterblok zelf de warmteoverdracht van de apparaten uitvoert.

Theoretisch kunt u echt hoge vermogensdichtheden krijgen met de op maat gemaakte methode.


4
2018-06-18 17:52



Sorry, dat beantwoordt de vraag niet per se. Ik WEET dat rack-oplossingen bestaan. Rittal en anderen verkopen ze - dat is air conditioning in een rack. De vraag is meer over de andere kant, het wegwerken van de hitte. Ik betaal liever niet voor een AC-buitenunit die JUST de warmte verspilt als ik een efficiëntere oplossing kan hebben. Misschien werkt koud water als tegenhanger, misschien werkt het nog beter ... als je het warme water in huis gebruikt? - TomTom
@TomTom Ah, je bent op zoek naar de zijde van de warmtewisselaar buiten de serverruimte! Buiten mijn directe knowhow ben ik bang. - sysadmin1138♦
In de kamer ga ik waarschijnlijk met een rack of zijmontage installeren - dat gedeelte op dat moment controleren. Er zijn er die water gebruiken maar zorg ervoor dat het veilig is (geen water BOVEN de servers, een lek daalt naar de bodem en er zijn alleen pijpen, we krijgen hoe dan ook data en stroom van boven). Het probleem is meer - als de vloeistof eenmaal uit de kamer is, hoe krijg ik dat materiaal het meest efficiënt gekoeld;) - TomTom


Wat betreft de kostenefficiëntie van waterkoeling in het algemeen, is er nog een goede vraag die ik al heb beantwoord: Waarom datacenterkoeling niet wijdverspreid is?

Wat betreft uw specifieke situatie, zou ik u ten zeerste aanraden om te kijken naar grondlus warmtepompen met economizers. Het is waarschijnlijk voldoende koel in je winter om alleen de economizers te gebruiken, met behulp van wat eigenlijk buitenlucht is om je datacenter te koelen. In de zomer zijn warmtepompen veel efficiënter dan standaard AC-units, doorgaans ongeveer twee keer zo efficiënt.

Door gebruik te maken van common-loop warmtepompen kunt u de warmte van een gebied (datacenter) extraheren en het ook op een heel andere manier in een ander gebied (kantoorruimte of een aangesloten huis) pompen (hoewel het waarschijnlijk rendabeler is om met conventionele bronnen te werken) , het hangt af van de energiekosten in uw omgeving).

Je kunt lucht ook gebruiken om water te dumpen om te koelen, lucht in het rek (zoals gebruikelijk) en zoet water om de lucht te koelen. Dit water kan uit verse bronnen komen en na "verwarming" worden gedumpt; dit was gebruikelijk om koelkasten met commerciële afmetingen te laten draaien omdat de wiskunde uitgewerkt was zoals je het in de Vraag hebt gesteld. Het wordt tegenwoordig niet vaak gebruikt omdat water duurder is dan vroeger en de wiskunde werkt niet meer (althans niet in mijn uithoek van de wereld, en ook hier is water behoorlijk goedkoop). Het zou efficiënter zijn om de server direct te koelen met waterkoeling, maar u introduceert ook het lekrisico (dat zijn eigen risico of verzekeringskosten draagt).

De grootste boosdoener die u zult hebben bij het implementeren van een van de bovengenoemde is dat het dure apparatuur is. De meeste bedrijven maken het niet uit als het zichzelf terugbetaalt in 10 tot 20 jaar, ze geven alleen om de winst van dit jaar. De uitbetalingsperiode is afhankelijk van uw lokale prijzen ..


7
2018-06-18 17:48



Eigenlijk niet. Zelfs als je de serverruimte uitschakelt - negeer de waterzijde enz. ..... hoe zit het met het gebruik van vers water als warmteafvoer? Voor een installatie van 1 mW kan dit een probleem zijn (tenzij u zich op een rivier bevindt), maar het zou de helft van het energieprobleem voor de AC wegnemen en een AANZIENLIJKE koudere warmteafvoer bieden dan buitenlucht. Mijn vraag gaat niet over wijdverbreid - ik ben bereid om hier te investeren. Mijn vraag is de economie / haalbaarheid. En er zijn kits die dat doen bij rackkoeling - zelfs met water. - TomTom
Imperiaal - Galons zijn al erg genoeg, maar een BTU is niet iets dat we hier gebruiken. Het gaat allemaal om Watts;) - TomTom
Water gebruiken als de warmteafvoer in een typische koelcyclus (typische koelers) maakt ze 2-3 keer efficiënter (ervan uitgaande dat de watertoevoer ruwweg een grondtemperatuur is, 12ºC). Dit is van toepassing op zowel gesloten aardlussen (gewoonlijk geothermische warmtepompen genoemd) en open lussen, zoals vers dumpwater. Typische verdampingssystemen zijn veel minder efficiënt en zijn meestal het meest geschikt voor toepassingen met stoom (waar het plaatselijke nutsbedrijf stoom levert, gewoonlijk afkomstig van afvalverbranding). - Chris S
Het is beter. Vond enkele claims voor koeling met grondwater dat koelt op 500 watt (!) Voor 15 kw (!) Zolang het water op temperatuur is 14 tot 18 graden. - TomTom
Water levert 1,16 W koeling per graad-liter. Om 10kW af te koelen heeft u 11600 graad-liter nodig; de meeste computers draaien rond de 32 ° C. Als het grondwater bij 12 ° C zou beginnen, zou dat een stijging van 20 ° C zijn (uitgaande van een onrealistische efficiëntie van 100%), dus 11600l-C ÷ 200C = 580l (mijn schatting van 650l is realistischer). Uw 500 watt-getal betekent niets zonder een temperatuurverschil en stroomsnelheid. Als u bijvoorbeeld een warmtepomp gebruikt (Peltier, verdamping, koelmiddel), kunt u het verschil in temperatuur verhogen, maar dan moet u ook elektriciteit betalen om dat te doen. - Chris S


TomTom - I heel kocht bijna een heleboel HP's MCS watergekoelde rekken voor een project een paar jaar geleden, maar ervoor gekozen om het datacenter te vervangen.

Het is niet bepaald goedkoop, maar ze staan ​​er qua betrouwbaarheid voor. Ze zijn bijvoorbeeld blij dat hun integriteit ze opdringt. Het kan trouwens ~ 36Kw per rek verwerken.

Ik wilde alleen dat u op de hoogte was van dit soort dingen omdat het niet precies uit hun website sprong.


6
2018-06-18 18:13



Ja, vooral HP;) Er zijn er nog steeds een paar - en ik dunne Ka-zijkoeler is het beste. Evaluatie van de huidige aanpak. Mijn belangrijkste vraag is niet de serverkant, het is eigenlijk hoe de hitte te dumpen;) - TomTom
Er is een datacenter in Oost-Londen dat we gebruiken en dat op een gekke manier dat doet in het geval van grote problemen met de wisselstroom - ze hebben een grote vijver tussen de gebouwen gevuld met veel regelmatig regenwater. In het geval van AC-uitval kunnen ze op een of andere manier de warmte erdoorheen leiden, weten ze niet wat de gegevens zijn, maar het is geen kleine vijver, misschien 100m x 10m? - Chopper3
Welnu, het huis heeft een lied op de achtergrond voor afvalwater van toiletten enz. - dat is niet meer in gebruik. Ik zou wat mensen kunnen betalen om het op te ruimen, en dan een tank daar installeren voor regenwater. Overeengekomen;) Eigenlijk kan regenwater de waterfactuur ook aanzienlijk verminderen;) - TomTom


Ik kan niet alle vragen beantwoorden die u hebt gesteld, maar er is één gastheer die grotendeels al zijn strategie heeft gebaseerd op koeling op basis van water en dat is OVH. Al hun servers zijn watergekoeld waardoor ze interessante prijzen kunnen aanbieden. Als ik de statistieken goed onthoud, zijn ze het grootste hostingbedrijf van Europa en de vijfde in de wereld. Dus ja, het kan werken.

Is het eenvoudig? Nee. Ze produceren het grootste deel van hun waterkoelingapparatuur, wat tot steile kosten leidt. Niettemin leidt dit tot een grote energie-efficiëntie.

Kun je het verwarmde water hergebruiken? Ik weet het niet zo zeker omdat je niet wilt dat het water te heet wordt, omdat het zijn efficiëntie verliest om je servers te koelen.


0
2018-06-19 22:00





LRZ heeft een groot warmwatergekoeld HPC-cluster en ze doen dit soort restwarmterecuperatie.

SuperMUC maakt gebruik van een nieuwe, revolutionaire vorm van warmwaterkoeling, ontwikkeld door IBM. Actieve componenten zoals processoren en geheugen worden direct gekoeld met water dat een inlaattemperatuur van maximaal 40 graden Celsius kan hebben. De "Liquid Cooling op hoge temperatuur", samen met de zeer innovatieve systeemsoftware, belooft het energieverbruik van het systeem te verminderen. Bovendien zullen alle LRZ-gebouwen worden verwarmd en deze energie opnieuw gebruiken.

Meer informatie op http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/


0
2017-08-09 21:50