Tiết kiệm nước với công nghệ làm mát cùng trung tâm dữ liệu mới
Các kỹ sư tại Sandia đang phát triển các công nghệ làm mát với trung tâm dữ liệu mới có thể tiết kiệm hàng triệu gallon nước trên toàn quốc.Ở các vùng khác nhau của đất nước, mọi người thảo luận về tái chế nước xám và thu nước mưa để giảm thiểu hàng triệu gallon nước ngầm cần thiết để làm mát các trung tâm dữ liệu lớn. Nhưng câu trả lời đơn giản ở nhiều vùng khí hậu, nhà nghiên cứu David J. Martinez của Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia cho biết, là sử dụng chất làm lạnh lỏng.Dựa trên nguyên tắc đó, Martinez - trưởng dự án kỹ thuật cho các dịch vụ điện toán cơ sở hạ tầng của Sandia - đang giúp thiết kế và giám sát một hệ thống làm mát dự kiến sẽ tiết kiệm được 4 triệu đến 5 triệu gallon hàng năm ở New Mexico nếu được cài đặt vào năm tới tại trung tâm điện toán của Sandia và hàng trăm triệu gallon trên toàn quốc nếu phương pháp này được áp dụng rộng rãi.Nó hiện đang được thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia ở Colorado, nơi dự kiến sẽ tiết kiệm được một triệu gallon mỗi năm.Hệ thống được chế tạo bởi Johnson Controls và được gọi là Thermosyphon Cool Hybrid System, làm mát như tủ lạnh mà không cần chi phí và năng lượng của máy nén.Hiện nay, nhiều trung tâm dữ liệu sử dụng nước để loại bỏ nhiệt thải từ máy chủ. Nước ấm được dẫn đến các tháp giải nhiệt, nơi một dòng nước riêng biệt bị biến thành sương mù và bay hơi vào bầu khí quyển. Giống như mồ hôi bốc hơi khỏi cơ thể, quá trình này sẽ loại bỏ nhiệt từ nước máy, trở lại để làm lạnh quá trình cài đặt.Nhưng việc bổ sung quy mô lớn nước bốc hơi là cần thiết để tiếp tục quá trình. Do đó, sẽ cần một lượng nước ngày càng tăng trên toàn thế giới để làm bay hơi nhiệt từ số lượng trung tâm dữ liệu ngày càng tăng, bản thân chúng đang tăng kích thước khi nhiều người dùng đưa thông tin vào đám mây.Nói như vậy, Dave Dave nói, "không cách nào nước có thể làm mát siêu máy tính. Bạn cần không khí. Vì vậy, hiện nay hầu hết các trung tâm dữ liệu đều sử dụng nước để làm mát, nhưng tôi luôn nhìn về tương lai và tôi thấy việc làm lạnh bằng chất làm lạnh đến từ một nửa các trung tâm dữ liệu ở Mỹ, phía bắc và phía tây Texas, nơi khí hậu sẽ làm cho nó hoạt động.Phương pháp nguyên mẫu sử dụng chất làm lạnh lỏng thay vì nước để mang đi nhiệt. Hệ thống hoạt động như thế này: Nước được làm nóng bởi trung tâm điện toán được bơm trong một hệ thống kín gần với một hệ thống khác có chứa chất làm lạnh.Chất làm lạnh hấp thụ nhiệt từ nước để nước, bây giờ được làm mát, có thể lưu thông để làm mát trở lại. Trong khi đó, môi chất lạnh được làm nóng bốc hơi và tăng lên trong hệ thống kín của nó để trao đổi nhiệt với khí quyển. Khi nhiệt được loại bỏ khỏi môi chất lạnh, nó ngưng tụ và chìm xuống để hấp thụ nhiệt nhiều hơn và chu kỳ lặp lại. Ở New Mexico, điều đó sẽ xảy ra vào mùa xuân, mùa thu và mùa đông, tiết kiệm hàng triệu gallon nước.Vào mùa hè, nhiệt độ môi trường xung quanh bang đủ cao để có thể sử dụng tháp giải nhiệt hoặc phương pháp bay hơi nào đó. Nhưng các kiến trúc máy tính hiệu quả hơn có thể tăng nhiệt độ chấp nhận được cho các máy chủ hoạt động và khiến việc sử dụng tháp giải nhiệt không thường xuyên trở nên ít thường xuyên hơn.ếu bạn không phải làm mát một trung tâm dữ liệu đến 45 độ F mà thay vào đó chỉ đến 65 đến 80 độ, thì nhiệt độ không khí bên ngoài ấm hơn - chỉ mát hơn một chút nhiệt độ cần thiết trong trung tâm dữ liệu - có thể thực hiện công việc, ông Martine Martinez nói. Để làm mát không khí gián tiếp trong một cơ sở, thiết kế tốt hơn mang lại lượng làm mát chính xác đến đúng vị trí, cho phép tăng nhiệt độ vận hành và cho phép chu trình môi chất lạnh được được sử dụng nhiều hơn trong năm. Tại At Sandia, chúng tôi thường phải chạy ở 45 độ Fahrenheit. Bây giờ chúng tôi ở mức 65 đến 78.Chúng tôi sắp xếp để không khí lưu thông trơn tru hơn thay vì bỏ qua những tiếng rít khi nó tuần hoàn trong không gian mở. Chúng tôi đã làm điều đó bằng cách làm việc với các kiến trúc sư siêu máy tính và nhà sản xuất các bộ phận làm mát để họ thiết kế các luồng không khí hiệu quả hơn. Ngoài ra, chúng tôi đã lắp đặt quạt nhạy cảm với nhiệt độ phòng, vì vậy họ chậm lại khi căn phòng nguội đi do giảm sử dụng máy tính và đi nhanh hơn khi nhu cầu máy tính tăng lên. Điều này dẫn đến một cách hiệu quả và tiết kiệm hơn để tuần hoàn không khí trong một trung tâm dữ liệu.