물이있는 냉각 서버 랙? 현명한? 소규모 설치를 위해 에너지를 재사용 하시겠습니까?


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첫째, 이것은 쇼핑 문제가 아니라 구체적인 가격이 아니라 일반적인 가능성에 관한 것입니다. 접근 방식이 나쁜 경우 제조업체를 찾는 것은 의미가 없습니다.

9 월에 회사를 새 사무실로 이전하고 있으며 이동 중에 컴퓨팅 클러스터를 확장하고 통합 할 것입니다. 지금은 데이터 센터에 있지만 지하에 멋진 공간이 있습니다.

나는 냉각에 대해 생각합니다. 우리는 연말까지 약 10kw의 전력을 사용할 것입니다. 그것은 많은 열이며 냉각은 비쌀 것입니다. 나는 독일 국경 근처의 폴란드 남부에 위치하고 있습니다. 이것은 비교적 저렴한 가격으로 물을 이용할 수있는 영역입니다. 여기서 "폐수 낭비"는 문제가되지 않습니다. 내 상황은 예를 들어 스페인의 회사와 다릅니다.)

물리학에 따르면 1 리터의 물을 1 ° C로 가열하려면 1 칼로리 (1KCal)를 사용하고 1kWh는 (그리고 우리는 100 % 효율을 가정 할 수 있습니다-온수기는 매우 효율적입니다) 750 칼로리라고 말합니다. 즉, 1kWh는 1 ° C로 가열 된 750 리터입니다. 10kw와 20 도의 열 증가는 시간당 375 리터가 필요하다는 것을 의미합니다. 그것은 분당 6.25 리터이며 그다지 많지는 않습니다.) 우리는 여기서 270 입방 미터를 이야기하고 있습니다. 여름에도 지하 파이프는 물을 훨씬 더 많이 식 힙니다.)

그러한 접근이 가능한가? 누구든지 이것을 했습니까? 지금은 10kw 설치입니다. 그 열을 재사용하는 것이 가능합니까? 대안은 약 2.5kWh를 사용하여 작동하는 괜찮은 냉각 시스템입니다. 물을 떨어 뜨리면 :

  1. 여름철에도 외부 공기와 비교하여 상당히 차가운 입력을하십시오 (즉, 열을 떨어 뜨릴 수있는 저온 매체)
  2. 외부 공기에 열을 버려야 할 필요성을 교체하십시오. 문제가 될 수 있습니다. 공기가 22 ° C이면 싸울 것이 많지만 OTOH 물은 매우 차갑습니다. 또한 냉각 회로의 외부 부분에 대한 투자를 줄일 수도 있습니다.

이제 두 번째 질문은-집을 데우는 데 적합한 방법이 있습니까? ;) 결국, 그것은 그 물에 많은 에너지입니다.)

이것이 나쁜 생각이라면 여기서 멈출 것입니다. 그렇지 않은 경우 공급 업체를 찾기 시작합니다. 내 수학이 틀렸을 까?


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흥미로운 아이디어-답변에 따르면 이전과 같았지만 개인적으로 수냉 시스템에 얼마나 많은 돈을 버는 지에 관계없이 100 천 개의 통화 서버 클러스터 근처에서 물을 원하지 않습니다.
tombull89

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그런 다음 coutner 냉각에 사용하십시오. 랙 냉각 시스템에서-열을 버리는 것? ;) 방금 아이디어로 en.wikipedia.org/wiki/Deep_water_source_cooling 을 발견 했습니다. 이제는 생각하지 못하지만 집을 데우고, 따뜻한 물을 떨어 뜨리고 담수를 얻는 것과 같은 것들과 함께 작동 할 수 있습니다. 증발 냉각만으로도 물건을 만들 수 있습니다. 훨씬 더 효율적이고 에너지 효율적입니다.
TomTom

물은 일반적으로 선택의 매체가 아닙니다 (100 % 순수한 물을 얻는 것은 거의 불가능하고 불순한 물은 전기를 전도하는 경향이 있기 때문에). 오일 침지 냉각 은 일반적으로 선택하는 방법입니다 ...이 시스템에서 발생하는 폐열을 재활용하는 것은 독자에게는 연습 과제로 남아 있지만, 팬의 배기 가스를 사용한 공기 교환은 구현하기가 더 쉬울 것입니다. ..
voretaq7

@ voretaq7, 나는 전에 미네랄 오일 냉각을 보았지만 단일 데스크탑에서 그렇게 큰 규모로 이루어질 것이라고는 생각하지 않습니다. 나는 분명히 틀렸다.
tombull89

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10kw는 대규모가 아닙니다. 요즘 밀도는 40kw PER RACK (후문 냉각 장치를 본 적이 있음)입니다. 요즘에는 1U 당 2 개의 프로세서가 표준을 얻습니다. 수학을하십시오. 2.5kw 랙의 일이 끝났습니다 ...;)
TomTom

답변:


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이것에는 두 가지 접근법이 있습니다. 하나는 확실히 시장에 존재하고 다른 하나는 사용자 정의 빌드에서만 들었습니다.

시장 준비

이 솔루션은 워터 루프를 사용하여 랙 내 냉각을 제공합니다. 랙의 흡입면에서 냉기를 생성하고 워터 루프를 사용하여 주변과 생산물간에 열을 교환합니다. 이러한 솔루션은 존재하며 작동하도록 랙 하드웨어를 수정할 필요가 없습니다. 올바른 공기 흐름을 위해 특수 랙 도어가 필요한 경우도 있지만 항상 그런 것은 아닙니다. 일부 솔루션은 서버 흡입구 앞에 차가운 공기의 '커튼'을 만듭니다.

이 방법을 사용하면 전력 밀도에 대한 10KW / Rack 장벽을 쉽게 깰 수 있습니다.

커스텀 빌드

이 접근 방식은 장치 자체에 물을 공급합니다. 워터 루프가 내장 된 오프라인 상점 서버는 알지 못하지만, 그러한 요구 사항을 가진 10K 장치가 실제로 필요한 경우 주요 제조업체가 도움을 줄 수 있다고 들었습니다. 워터 블록 자체가 장치의 열 전달을 수행하므로 열의 공기 투과율에 의존하지 않기 때문에 파워 엔벨로프를 더 많이 밀 수 있다는 이점이 있습니다.

이론적으로 사용자 정의 빌드 방법을 사용하면 실제로 높은 전력 밀도를 얻을 수 있습니다.


미안하지만, 그 자체로는 질문에 대답하지 않습니다. 랙 솔루션이 존재합니다. 리탈과 다른 사람들은 그것들을 팔고 있습니다. 문제는 반대편에 관한 것이지, 열을 제거하는 것입니다. 더 효율적인 솔루션을 얻을 수있을 때 열을 낭비하는 AC 외부 장치에 대해서는 비용을 지불하지 않는 것이 좋습니다. 차가운 물이 반대쪽으로 작용하고 아마도 더 잘 작동 할 수도 있습니다. 집에서 따뜻한 물을 사용할 때?
TomTom

@TomTom 아, 당신은 서버 룸 밖에서 열교환 기 측면을 찾고 있습니다! 즉각적인 노하우를 넘어서서 두렵습니다.
sysadmin1138

방에서 나는 랙 또는 사이드 마운트 설치를 할 것입니다-그 부분을 현재 확인하십시오. 물을 사용하는 사람도 있지만 물을 절약해야합니다 (서버 위에 물이없고, 누출이 바닥으로 내려 가고 파이프 만있는 경우가 있습니다). 문제는 더 많은 문제입니다-일단 액체가 방 밖으로 나오면 어떻게 그 물건을 가장 효율적으로 식
TomTom

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일반적으로 수냉식의 비용 효율성과 관련하여 이미 대답 한 또 다른 좋은 질문이 있습니다. 왜 데이터 센터 수냉식이 널리 보급되지 않았습니까?

특정 상황에 대해서는 이코노마이저가 장착 된 접지 루프 열 펌프를 사용하는 것이 좋습니다. 데이터 센터를 냉각하기 위해 기본적으로 외부 공기를 사용하여 이코노마이저를 가동하기 만하면 겨울에는 충분히 시원 할 것입니다. 하절기 열 펌프는 표준 AC 장치보다 훨씬 효율적이며 일반적으로 약 두 배입니다.

공통 루프 히트 펌프를 사용하면 한 영역 (데이터 센터)에서 열을 추출하여 다른 영역 (사무실 공간 또는 연결된 집)으로도 매우 효율적으로 펌핑 할 수 있습니다. 지역의 에너지 비용에 따라 다릅니다).

공기를 사용하여 냉각수로 물을 버리고 랙 내부의 공기 (일반적인 상태)와 담수로 공기를 식힐 수 있습니다. 이 물은 신선한 소스에서 나오고 "가열"후에 버려 질 수 있습니다. 이것은 당신이 질문에 넣는 것처럼 수학이 작동했기 때문에 상용 냉장고를 운영하는 데 일반적이었습니다. 물이 예전보다 비싸고 수학이 더 이상 작동하지 않기 때문에 오늘날에는 일반적으로 사용되지 않습니다. 수냉식으로 서버를 직접 냉각하는 것이 더 효율적이지만 누출 위험 (자체 위험 또는 보험 비용을 부담 함)이 발생할 수 있습니다.

위에서 언급 한 것을 구현할 때 가장 큰 견인차는 값 비싼 장비라는 것입니다. 대부분의 기업은 10 년에서 20 년 안에 비용을 지불하더라도 상관하지 않으며 올해의 수익에만 관심이 있습니다. 지불 기간은 현지 가격에 따라 다릅니다.


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사실은 아니야 서버 실을 꺼낼 경우에도 물을 무시하십시오. 담수를 열 덤프로 사용하는 것은 어떻습니까? 1MW 설치의 경우 문제가 될 수 있지만 (하천에 있지 않는 한) AC의 에너지 문제의 절반을 빼앗아 외부 공기보다 현저히 차가운 열 덤프를 제공합니다. 내 질문은 널리 퍼져 있지 않다-나는 여기에 기꺼이 투자 할 것이다. 내 질문은 경제 / 타당성입니다. 그리고 물에서도 랙 냉각에 사용되는 키트가 있습니다.
TomTom

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제국-갤런은 충분히 나쁘지만 BTU는 우리가 여기서 사용하는 것이 아닙니다. 그것은 모두 와트에 관한 것입니다.)
TomTom

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일반적인 냉장 사이클 (일반적인 냉각기)에서 방열판으로 물을 사용하면 물이 2-3 배 더 효율적으로됩니다 (물 공급이 대략지면 온도 인 12ºC라고 가정). 이것은 폐쇄 접지 루프 (일반적으로 지열 히트 펌프라고 함)와 담수 덤프와 같은 개방 루프에 모두 적용됩니다. 증발 시스템은 일반적으로 효율성이 떨어지고, 증기로 작동하는 응용 분야 (일반적으로 쓰레기 소각에서 증기를 공급하는)에 가장 적합합니다.
Chris S

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더 좋습니다. 온도가 물이 14 ~ 18 도인 한 500kw (!)에서 15kw (!)로 냉각시키는 지하수 냉각에 대한 일부 주장이 발견되었습니다.
TomTom 2016 년

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물은 리터당 1.16W의 냉각을 제공합니다. 10kW를 식히려면 11600도 리터가 필요합니다. 대부분의 컴퓨터는 약 32 ° C에서 작동합니다. 지하수가 12 ° C에서 시작하여 20 ° C 상승한 경우 (비현실적인 100 % 효율 가정) 11600l-C ÷ 200C = 580l (내 650l 추정치가 더 현실적 임). 500 와트 수는 온도 차이와 유량이없는 것은 아닙니다. 예를 들어, 열 펌프 (Peltier, evap, refrigerant)를 사용하는 경우 온도 차이를 증가시킬 수 있지만 전기를 사용하려면 전기 비용도 지불해야합니다.
Chris S

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톰톰은 - 나는 매우 거의 HP의 한 무리의 구입 MCS의 몇 년 전 프로젝트에 대한 수냉식 랙을 대신 변경 데이터 센터로 선택했다.

정확하게 싸지는 않지만 신뢰성 측면에서 견딜 수 있습니다. 예를 들어 무결성을 채우는 것이 행복합니다. 그런데 랙당 ~ 36Kw를 처리 할 수 ​​있습니다.

웹 사이트에서 정확하게 도약하지는 않기 때문에이 정보에 대해 알고 자했습니다.


그래, 특히 HP;) 여전히 주위에 몇 가지가 있습니다-그리고 얇은 카 사이드 쿨러가 가장 좋습니다. 현재 접근법을 평가 중입니다. 내 주요 질문은 서버 측이 아니라 기본적으로 열을 버리는 방법입니다.)
TomTom

우리가 사용하는 데이터 센터가 런던의 주요 AC 오류 발생시이를 수행하는 미친 방법을 가지고 있습니다. 정기적 인 빗물로 채워진 건물 사이에 큰 연못이 있습니다. AC 고장의 경우 어떻게 든 열을 통해 열을 전달할 수 있습니다. 세부 사항을 모르지만 작은 연못이 아니고 아마도 100m x 10m입니까?
Chopper3

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음, 집에는 화장실 등의 폐수에 대한 노래가 있습니다. 더 이상 사용되지 않습니다. 청소 비용을 지불 한 다음 빗물을 넣을 수있는 탱크를 설치할 수도 있습니다. 합의;) 실제로 빗물은 ​​수도 송장을 크게 줄일 수 있습니다.)
TomTom

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귀하가 요청한 모든 질문에 대답 할 수는 없지만 대부분 수냉식 냉각에 대한 모든 전략을 기반으로 한 호스트가 있으며 이는 OVH 입니다. 모든 서버는 수냉식이므로 흥미로운 가격을 제공 할 수 있습니다. 통계를 정확하게 기억하면 유럽에서 가장 큰 호스팅 회사이며 세계에서 5 위입니다. 네, 가능합니다.

간단합니까? 아닙니다. 가파른 선불 비용을 유발하는 대부분의 수냉식 장비를 제조합니다. 그럼에도 불구하고 그것은 큰 에너지 효율로 이어진다.

온수를 재사용 할 수 있습니까? 서버의 냉각 효율을 잃을 수 있으므로 물의 온도가 너무 높아지는 것을 원하지 않기 때문에 확실하지 않습니다.


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LRZ에는 온수 냉각 식 대용량 HPC 클러스터가 있으며 이러한 폐열 회수 작업을 수행하고 있습니다.

SuperMUC는 IBM이 개발 한 새롭고 혁신적인 형태의 온수 냉각을 사용합니다. 프로세서 및 메모리와 같은 활성 구성 요소는 최대 섭씨 40 도의 입구 온도를 가질 수있는 물로 직접 냉각됩니다. 혁신적인 시스템 소프트웨어와 함께 "고온 액체 냉각"은 시스템의 에너지 소비를 줄입니다. 또한 모든 LRZ 건물은이 에너지를 재사용하여 가열됩니다.

http://www.lrz.de/services/compute/supermuc/systemdescription/ 에서 추가 정보

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