Server-Rack mit Wasser kühlen? Sinnvoll? Energie für kleine Installationen wiederverwenden?

Erstens - es handelt sich nicht um eine Kauffrage und nicht um konkrete Preise, sondern um die allgemeine Machbarkeit. Es macht keinen Sinn, einen Hersteller zu suchen, wenn der Ansatz schlecht ist.

Ich ziehe mein Unternehmen im September in ein neues Büro um und während des Umzugs werden wir unseren Computercluster erweitern und konsolidieren. Im Moment ist es in einem Rechenzentrum, aber ich habe ein schönes Zimmer im Keller vorbereitet.

Ich denke über Kühlung nach. Wir werden voraussichtlich bis Ende des Jahres rund 10 kW Strom verbrauchen. Das ist eine Menge Wärme und das Kühlen wird teuer. Ich befinde mich in Südpolen, nahe der deutschen Grenze. Dies ist ein Bereich, in dem Wasser zu einem relativ günstigen Preis erhältlich ist - "Verschwendung von Wasser" ist hier kein Problem. Meine Situation unterscheidet sich also zum Beispiel von einer Firma in Spanien;)

Die Physik sagt mir, dass zum Erhitzen von 1 Liter Wasser bei 1 ° C 1 Kalorie (1KCal) und 1 kWh (und wir können einen Wirkungsgrad von 100% annehmen - Warmwasserbereiter sind ziemlich effizient) 750 Kalorien benötigt werden. Das heißt, 1 kWh entspricht 750 Litern, die um 1 ° C erwärmt werden. 10 kW und 20 ° mehr Wärme bedeuten, dass ich pro Stunde 375 Liter benötige. Das sind 6,25 Liter pro Minute und nicht so viel;) Wir reden hier über 270 Kubikmeter. Sogar im Sommer kühlen die unterirdischen Rohre das Wasser sehr viel mehr ab;)

Ist ein solcher Ansatz möglich? Hat das jemand gemacht? Wir haben vorerst eine 10kW-Installation. Ist es möglich, diese Wärme wiederzuverwenden? Die Alternative ist ein ordentliches Kühlsystem, das rund 2,5 kWh zum Laufen bringt. Das Wasser fallen zu lassen würde:

1. Bekomme ich einen ziemlich kalten Input im Vergleich zur Außenluft, auch im Sommer (dh ein Medium mit niedrigerer Temperatur, um die Wärme hereinzulassen)
2. Ersetzen Sie die Notwendigkeit, Wärme an die Außenluft abzuleiten, was problematisch sein kann. Wenn die Luft 22 ° C hat, ist das VIEL zu bekämpfen, aber OTOH ist das Wasser ziemlich kalt. Eventuell würde ich auch die Investition für den Außenteil des Kühlkreislaufs sparen.

Nun, zweite Frage - gibt es eine Möglichkeit, ein Haus damit zu heizen? ;) Immerhin ist es eine Menge Energie in diesem Wasser;)

Wenn das eine schlechte Idee ist, höre ich hier auf. Wenn nicht, suche ich nach Lieferanten. Vielleicht ist meine Mathematik falsch?

Es gibt zwei Ansätze, von denen ich weiß, dass sie auf dem Markt existieren, und einen, von dem ich nur in kundenspezifischen Builds gehört habe.

Marktreif

Diese Lösungen verwenden einen Wasserkreislauf für die Kühlung im Rack. Sie produzieren gekühlte Luft auf der Einlassseite des Racks und tauschen mithilfe des Wasserkreislaufs Wärme zwischen der Umgebung und dem, was sie produziert, aus. Diese Lösungen sind vorhanden und erfordern keine Änderungen an der Rackhardware, damit sie funktionieren. Sie erfordern manchmal spezielle Rack-Türen, um einen korrekten Luftstrom zu gewährleisten, aber nicht immer. Einige Lösungen erzeugen einen „Vorhang“ aus kalter Luft vor den Servereinlässen.

Mit diesem Ansatz können Sie die 10 kW / Rack-Grenze für die Leistungsdichte leicht durchbrechen.

Benutzerdefinierte Builds

Dieser Ansatz bringt Wasser in das Gerät selbst. Ich kenne keine Server außerhalb des Onlineshops, in die Wasserkreisläufe eingebaut sind, aber ich höre, dass die großen Hersteller Ihnen helfen können, wenn Sie wirklich 10K-Geräte mit solchen Anforderungen benötigen. Der Vorteil hierbei ist, dass Sie die Leistungshülle höher drücken können, da Sie sich nicht (so sehr) auf die Luftdurchlässigkeit der Wärme verlassen, da der Wasserblock selbst die Wärmeübertragung von den Geräten übernimmt.

Theoretisch kann man mit der Custom-Build-Methode sehr hohe Leistungsdichten erzielen.

Bezüglich der Kosteneffizienz der Wasserkühlung im Allgemeinen habe ich bereits eine andere gute Frage beantwortet: Warum ist die Wasserkühlung in Rechenzentren nicht weit verbreitet?

In Bezug auf Ihre spezifische Situation würde ich wärmstens empfehlen, sich Erdwärmepumpen mit Economizern anzusehen. In Ihrem Winter ist es wahrscheinlich kühl genug, um nur die Economizer zu betreiben und das Rechenzentrum mit Außenluft zu kühlen. Im Sommer sind Wärmepumpen viel effizienter als Standard-Wechselstromgeräte, in der Regel ungefähr doppelt so effizient.

Mit herkömmlichen Umwälzwärmepumpen können Sie die Wärme aus einem Bereich (Rechenzentrum) extrahieren und auch in einen anderen Bereich (Büroraum oder angeschlossenes Haus) sehr effizient pumpen (obwohl es wahrscheinlich kostengünstiger ist, mit herkömmlichen Quellen zu arbeiten) Dies hängt von den Energiekosten in Ihrer Region ab.

Sie können auch Luft zum Ablassen von Wasser zum Kühlen, Luft im Rack (wie üblich) und frisches Wasser zum Kühlen der Luft verwenden. Dieses Wasser kann aus frischen Quellen stammen und nach "Erhitzen" abgelassen werden; Dies war früher üblich, um Kühlschränke in kommerzieller Größe zu betreiben, da die Mathematik genau so lief, wie Sie es in der Frage formuliert haben. Es wird heute nicht mehr häufig verwendet, weil Wasser teurer ist als früher und die Mathematik nicht mehr funktioniert (zumindest in meiner Ecke der Welt, und Wasser ist auch hier ziemlich billig). Es wäre effizienter, den Server direkt mit Wasserkühlung zu kühlen, Sie gehen jedoch auch das Risiko eines Lecks ein (das auf eigenes Risiko oder mit eigenen Versicherungskosten verbunden ist).

Der größte Nachteil, den Sie bei der Implementierung der oben genannten Maßnahmen haben, ist die Tatsache, dass es sich um teure Geräte handelt. Den meisten Unternehmen ist es egal, ob es sich in 10 bis 20 Jahren auszahlt, sie kümmern sich nur um das diesjährige Endergebnis. Die Auszahlungsfrist hängt von Ihren örtlichen Preisen ab.

TomTom - ich sehr fast ein Bündel von HP gekauft MCS wassergekühlten Racks für ein Projekt vor ein paar Jahren , sondern Rechenzentrum zu ändern gewählt haben.

Es ist nicht gerade billig, aber sie halten an der Zuverlässigkeit fest, zum Beispiel freuen sie sich, dass Sie ihnen ihr Integrity-Zeug geben. Es kann übrigens ~ 36Kw pro Rack verarbeiten.

Wollte nur, dass Sie auf dieses Zeug aufmerksam werden, da es nicht gerade von ihrer Website springt.

Ich kann nicht alle Fragen beantworten, die Sie gestellt haben, aber es gibt einen Gastgeber, dessen Strategie größtenteils auf wasserbasierter Kühlung basiert, und das ist OVH . Alle Server sind wassergekühlt, so dass sie interessante Preise anbieten können. Wenn ich mich richtig an die Statistiken erinnere, sind sie das größte Hosting-Unternehmen in Europa und das fünfte der Welt. Also ja, es kann funktionieren.

Ist es einfach Nein. Sie stellen den größten Teil ihrer Wasserkühlung her, was hohe Vorlaufkosten verursacht. Dies führt jedoch zu einer hohen Energieeffizienz.

Können Sie das erhitzte Wasser wiederverwenden? Ich bin mir nicht so sicher, dass die Wassertemperatur nicht zu hoch werden soll, da dies die Effizienz beim Abkühlen Ihrer Server beeinträchtigt.

LRZ verfügt über einen großen, warmwassergekühlten HPC-Cluster, und diese Art der Abwärmerückgewinnung wird durchgeführt.

SuperMUC verwendet eine neue, revolutionäre Form der Warmwasserkühlung, die von IBM entwickelt wurde. Aktive Komponenten wie Prozessoren und Speicher werden direkt mit Wasser gekühlt, das eine Eintrittstemperatur von bis zu 40 Grad Celsius haben kann. Die "Hochtemperatur-Flüssigkeitskühlung" in Verbindung mit einer sehr innovativen Systemsoftware verspricht, den Energieverbrauch des Systems zu senken. Darüber hinaus werden alle LRZ-Gebäude mit dieser Energie beheizt.

Weitere Informationen unter http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/