Doradztwo techniczne

Aplikacje intensywnie wykorzystujące obliczenia związane z AI zwiększyły rozwój nowych koncepcji wydajnego chłodzenia dla centrów danych i edge computing. Zapobieganie przegrzewaniu się serwerów stanowi jednak dużą część budżetów. Ponadto wraz z rozwojem rynku centrów danych i wdrażaniem nowych, innowacyjnych metod zwiększających efektywność energetyczną, podejmowane muszą być jednocześnie działania mające na celu ograniczenie ich szkodliwego wpływu na środowisko. Paradoksalnie często takie działania prowadzą do ograniczenia kosztów. W niniejszym artykule przedstawiamy więc kilka obszarów, na których można skupić swoją uwagę, aby data center działały w sposób bardziej zrównoważony środowiskowo, zachowując nałożone regulacje prawne i naciski ze strony klientów.

Wskaźnik efektywności zużycia energii (PUE)

PUE opisuje, jaka część energii dostarczanej do centrum danych jest wykorzystywana do zasilania sprzętu IT. Sprzęt o niższym PUE pozwala zużywać mniej energii na takie działania jak obsługa urządzeń i ich chłodzenie. Choć centra danych nie mają zbyt dużej kontroli nad zapotrzebowaniem na energię ze strony umieszczonego w nich sprzętu IT, to mogą mieć wpływ na wydajność systemów chłodzenia. Dla przykładu, niektóre systemy chłodzenia cieczą mogą znacząco obniżyć PUE centrum danych poniżej średniej branżowej wynoszącej 1,59.

Efektywność zużycia zasobów wodnych (WUE)

Decydując o sposobie chłodzenia, należy zwracać uwagę na jakość wody i WUE.  Podczas gdy systemy chłodzenia cieczą w centrach danych wymagają czystej, uzdatnionej wody, aby działać z optymalną wydajnością operacyjną, w systemach chłodzenia wodą w obiegu zamkniętym ta sama woda jest przepuszczana przez agregat chłodniczy w celu schłodzenia i recyrkulacji. Prowadzi to do niższego ogólnego zużycia wody. Co ciekawe, centra danych chłodzone powietrzem często zużywają więcej wody niż te chłodzone cieczą. W takich obiektach woda jest używana w systemach klimatyzacji z chłodzeniem ewaporacyjnym, gdzie zimna woda wpływa do wnętrza układu w celu schłodzenia powietrza, a ciepła woda wypływa na zewnątrz. W tych obiektach chłodzonych powietrzem ciecz chłodząca używana w klimatyzacji musi być bardzo zimna, aby schłodzić powietrze do temperatury niezbędnej do pracy urządzeń. Parowanie, które wynika z uderzania ciepłej wody w zamarzające wężownice chłodzące, może powodować zwiększone zużycie wody, ponieważ woda musi być stale wymieniana w układzie. Chłodnice wyparne mają również inne wady, takie jak np. tendencja do korodowania z upływem czasu. Jako bardziej przyjazną dla środowiska alternatywę, data center mogą stosować chłodzenie ciepłą wodą lub chłodzenie zanurzeniowe.

Zajmowana przestrzeń

Optymalne wykorzystanie przestrzeni również wpływa na zrównoważony rozwój i koszty utrzymania centrum danych. Rosnące zapotrzebowanie na usługi internetowe i usługi w chmurze wymaga dużych ilości zaawansowanego sprzętu IT. Jednak operatorzy centrów danych zazwyczaj nie mogą rozbudowywać budynków w takim samym tempie, w jakim muszą zwiększać wydajność. Modernizacja systemów chłodzenia może pomóc rozwiązać ten problem. Dzięki bardziej zaawansowanym rozwiązaniom chłodzącym operatorzy ci mogą zwiększyć zagęszczenie elementów infrastruktury bez zwiększania rozmiarów budynku.

Płyn chłodzący

Istnieją dwa główne rodzaje płynów chłodzących: płyny na bazie węglowodorów i płyny na bazie fluoropochodnych węglowodorów. Oba mają zalety i wady. Płyny węglowodorowe nie odparowują, co oznacza, że nie trzeba ich często wymieniać i uzupełniać. Mają również niski współczynnik globalnego ocieplenia (GWP), dzięki czemu odparowane węglowodory nie pozostają w atmosferze przez bardzo długi czas. Płyny węglowodorowe są jednak bardzo oleiste, więc mogą być kłopotliwe w obsłudze dla personelu centrum danych, a proces rafinacji nie jest zbyt przyjazny dla środowiska. Z drugiej strony, płyny fluorowęglowe zachowują się bardziej jak alkohol niż olej – szybciej odparowują i dlatego muszą być częściej uzupełniane. Są jednak łatwiejsze w użyciu i mniej kłopotliwe w obsłudze. Menedżerowie centrów danych muszą przeanalizować wybór płynów do chłodzenia w kontekście pozostałych operacji, aby określić ścieżkę, która jest najbardziej ekologiczna i najbardziej odpowiednia dla potrzeb danego systemu chłodzenia.

Alternatywne źródła energii

Nawet najlepiej zaprojektowane centra danych zużywają ogromne ilości energii. Jednocześnie, przy zajmowanych stosunkowo dużych powierzchniach mogą one zrównoważyć swój wpływ na emisję dwutlenku węgla poprzez zainstalowanie na obiekcie energii odnawialnej, takiej jak panele słoneczne na dachu. Może to również przyczynić się do obniżenia kosztów energii. Jeden zrównoważony wybór często prowadzi do drugiego – na przykład rezygnacja z chłodnic wyparnych umieszczonych na dachach centrów danych może również zwolnić miejsce na dachowe instalacje solarne.

Chłodziarka precyzyjna RackChiller In-Row

Modułowym i skalowalnym rozwiązaniem dla precyzyjnego chłodzenia, które może zastąpić lub uzupełnić tradycyjną infrastrukturę chłodzenia centrum danych może być wymiennik ciepła wody chłodzącej nVent SCHROFF RackChiller In-Row. Wymiennik RackChiller In-Row został zaprojektowany, aby zapewnić zlokalizowane, energooszczędne chłodzenie, które obejmuje wymiennik ciepła powietrze-woda. Usuwa on i przekazuje ciepło do obiegu wodnego. Sześć zintegrowanych wentylatorów z elektronicznym układem kompensacyjnym (EC) dostarcza schłodzone powietrze zwrotne do przedniej części urządzenia w celu lokalnego dostarczenia go do zamkniętego układu i/lub przyległych urządzeń IT.

Właściwości

• Podłączenie wody od góry lub od dołu
• Wbudowana funkcja redundancji dzięki technologii wentylatorów EC
• Podwójne źródło zasilania A-B (zintegrowany ATS)
• Możliwość sterowania za pomocą czujników wewnętrznych i zewnętrznych
• Monitorowanie poprzez SNMP lub Modbus
• Kompatybilność z systemem odgradzania korytarzy nVent
• Dostępność w szerokościach 300 mm i 600 mm

Korzyści

• Poprawa wydajności do 85% w porównaniu do systemów opartych na CRAC w optymalnych warunkach pracy
• Możliwość zastosowania wody chłodzącej do 84°F / 29°C przy jednoczesnym utrzymaniu temperatury powietrza w granicach ASHRAE A1
• Minimalne nakłady na projekt; krótki czas montażu
• Zgodność z UL STD nr 61010-1 i CSA STD C22.2 No. 61010-1

Konfiguracje chłodzenia na poziomie poszczególnych warstw

Konfiguracja rzędów otwartych korytarzy obejmuje pojedynczy lub podwójny rząd szaf, które oddzielają otwarte korytarze zimne i gorące, bez ograniczenia przepływu. Urządzenie nVent SCHROFF RackChiller pobiera gorące powietrze z tyłu szaf w gorącym korytarzu, usuwa ciepło przez wymiennik ciepła powietrze-woda, przekazuje schłodzone powietrze przez wymiennik ciepła powietrze-woda i dostarcza schłodzone powietrze do sprzętu IT w korytarzu zimnym. Aby zwiększyć wydajność, zawsze lepiej jest połączyć chłodzenie w rzędzie z systemem izolacyjnym, w celu zminimalizowania przepływu powietrza.

Konfiguracja rzędów z gorącymi korytarzami zawiera gorące powietrze wylotowe generowane przez urządzenia IT, aby zapobiec mieszaniu się z chłodnym powietrzem w środowisku wewnętrznym. Urządzenie nVent RackChiller pobiera gorące powietrze z gorącego korytarza, usuwa ciepło przez wymiennik ciepła powietrze-woda i doprowadza schłodzone powietrze do przedniej części sprzętu IT w zimnym korytarzu.

Konfiguracja rzędów z korytarzem zimnym zawiera schłodzone powietrze dostarczane przez Schroff RackChiller w korytarzu zimnym, aby zapobiec mieszaniu się z gorącym powietrzem generowanym przez urządzenia w korytarzu gorącym. Urządzenie nVent RackChiller pobiera gorące powietrze z gorącego korytarza, usuwa ciepło przez wymiennik ciepła powietrze-woda i doprowadza schłodzone powietrze do przedniej części sprzętu IT w zamkniętym zimnym korytarzu.

INFORMACJE TECHNICZNE Chłodziarki precyzyjnej RackChiller In-Row

• Wydajność chłodzenia 75kW (dla RackChiller In-Row o szerokości 600 mm)
• Temperatura w pomieszczeniu od 22-24 °C/72-75 °F
• Przepływ cieczy 5,75 m3/h/25,32 gpm/min
• Strata ciśnienia 73 kPa w tym 3 m przewodów i zaworu regulacyjnego
• Temperatura wody na wejściu 14 °C/34 °F

Specyfikacja

• Wysokość 42U
• Szerokość 300 mm/600 mm
• Głębokość 1200 mm (jednostka 300 mm dodaje 170 mm z przednimi wentylatorami promieniowymi)
• Kolor Czarny RAL 9005; inne kolory na życzenie
• Podwójne zasilanie A-B: 208-230 V
• Wentylatory promieniowe zamontowane na tylnej ścianie, wykorzystujące technologię EC
• Technologia EC
• Regulacja przepływu czynnika chłodzącego (w zestawie zawór i siłownik)

Monitorowanie

• Pozycja wentylatora (regulowana poprzez temperaturę zimnego powietrza)
• Prędkość wentylatora (regulowana poprzez temperaturę gorącego powietrza)
• Temperatura wody powrotnej
• Wyświetlacz parametrów wentylatora
• Wyświetlacz alarmów wewnętrznych
• Alarmy konserwacji zapobiegawczej zdefiniowane przez użytkownika
• Dziennik alarmów
• Interfejs SNMP i Modbus