Исходя из этого принципа, Мартинес — руководитель инженерного проекта для вычислительных служб инфраструктуры Sandia — помогает проектировать и контролировать систему охлаждения, которая, как ожидается, позволит сэкономить от 4 до 5 миллионов галлонов в год в Нью-Мексико, если она будет установлена в следующем году в вычислительном центре Sandia, и сотни миллионов галлонов на национальном уровне, если этот метод получит широкое распространение. Сейчас он проходит испытания в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Колорадо, которая рассчитывает сэкономить миллион галлонов ежегодно.Система, созданная Johnson Controls и получившая название «Гибридная система охлаждения Thermosyphon Cooler Hybrid,», охлаждает как холодильник без затрат и энергетических потребностей компрессора.
В настоящее время многие центры обработки данных используют воду для отвода тепла от серверов. Нагретая вода направляется в градирни, где отдельный поток воды превращается в туман и испаряется в атмосферу.
Подобно испарению пота из тела, этот процесс удаляет тепло из водопроводной воды, которое возвращается, чтобы охладить установку. Но для продолжения процесса необходимо масштабное пополнение испарившейся воды. Таким образом, во всем мире потребуется все больше воды для испарения тепла из растущего числа центров обработки данных, которые сами увеличиваются в размерах по мере того, как все больше пользователей помещают информацию в облако.
«Моя работа — в конечном итоге вывести из строя градирни», — сказал Мартинес.«Десять лет назад я выступал с докладом о новом на тот момент подходе к использованию воды для непосредственного охлаждения суперкомпьютеров.
В начале моей лекции было 30 человек и только 10 в конце.«Дэйв, — сказали они, — вода никак не может охладить суперкомпьютер. Тебе нужен воздух».
«Итак, сейчас большинство центров обработки данных используют воду для собственного охлаждения, но я всегда смотрю в будущее и вижу, что охлаждение хладагентом будет использоваться в половине центров обработки данных в США, к северу и западу от Техаса, где климат будет работать. . "В способе-прототипе вместо воды для отвода тепла используется жидкий хладагент. Система работает следующим образом: вода, нагретая вычислительным центром, закачивается в замкнутой системе в непосредственной близости от другой системы, содержащей хладагент. Хладагент поглощает тепло от воды, так что вода, теперь охлажденная, может циркулировать, чтобы снова остыть.
Тем временем нагретый хладагент испаряется и поднимается в своей замкнутой системе для обмена теплом с атмосферой. По мере отвода тепла от хладагента он конденсируется и опускается, поглощая больше тепла, и цикл повторяется.
«Нет потери воды, как в градирне, которая зависит от испарения», — сказал Мартинес. «Нам также не нужно добавлять химикаты, такие как биоциды, еще одна статья расходов. В этой системе не используется компрессор, что повлечет за собой дополнительные расходы.
В системе используется хладагент с изменяющейся фазой, и требуется только внешний воздух, достаточно холодный, чтобы поглощать тепло. . "В Нью-Мексико это произойдет весной, осенью и зимой, что позволит сэкономить миллионы галлонов воды.Летом температура окружающей среды в штате достаточно высока, чтобы можно было использовать градирню или какой-либо метод испарения. Но более эффективные компьютерные архитектуры могут повысить допустимую температуру для работы серверов и сделать периодическое использование градирен еще менее частым.
«Если вам не нужно охлаждать центр обработки данных до 45 градусов по Фаренгейту, а только до 65–80 градусов, то более теплая температура наружного воздуха — чуть ниже необходимой температуры в центре обработки данных — может помочь работа ", сказал Мартинес.Для непрямого воздушного охлаждения в помещении улучшенная конструкция обеспечивает правильное охлаждение в нужном месте, позволяя повысить рабочие температуры и позволяя использовать цикл хладагента больше в течение года. «В Sandia нам приходилось бежать при 45 градусах по Фаренгейту. Теперь у нас температура от 65 до 78. Мы сделали так, чтобы воздух проходил более плавно, вместо того, чтобы игнорировать завитки, когда он вращается в открытых пространствах.
Мы сделали это, работая с суперкомпьютером. архитекторов и производителей охлаждающих устройств, чтобы они спроектировали более эффективные схемы воздушного потока. Кроме того, мы установили вентиляторы, чувствительные к температуре в помещении, поэтому они замедляются по мере охлаждения комнаты из-за уменьшения использования компьютера и работают быстрее по мере увеличения нагрузки на компьютеры. Это приводит к более эффективный и экономичный способ циркуляции воздуха в центре обработки данных ».Крупные работы, которые не нужно выполнять немедленно, можно запланировать на ночь, когда температура ниже.
«Повышение эффективности внутри системы повышает эффективность всей системы», — сказал Мартинес. «Это еще больше экономит воду, позволяя больше использовать водосберегающую систему хладагента».