Материалы по тегу: фрикулинг

06.11.2020 [17:29], Алексей Степин

Япония будет охлаждать свои дата-центры с помощью снега

Крупные центры обработки и хранения данных — весьма серьёзные потребители электроэнергии; также они требуют соответствующего охлаждения, мощность систем которого может исчисляться мегаваттами. Министерство окружающей среды Японии считает, что в охлаждении ЦОД может помочь сама окружающая среда, а именно — снег.

Не секрет, что стиль жизни населения планеты Земля с появлением коронавируса начал сильно изменяться. Всё больше людей предпочитают проводить время дома, чтобы уменьшить вероятность заражения и всё больше компаний используют удалённые места работы с теми же целями. Нагрузка на компьютерные сети растёт, а с учётом популярности видеоконференций и стриминговых служб вроде Netflix — растёт весьма серьёзно. Соответственно растёт и энергопотребление центров обработки данных.

Бибай, остров Хоккайдо, Япония. Место размещения первого экспериментального «снежного» ЦОД

Бибай, остров Хоккайдо, Япония. Место размещения первого экспериментального «снежного» ЦОД

Согласно статистике, приводимой японскими источниками, лишь один сегмент крупного современного ЦОД может потреблять до 40 мегаватт. В 2019 году ЦОД потребляли порядка 1% всей производимой на планете энергии, и эта цифра не думает уменьшаться. Вполне закономерно, что в свете этих тенденций Министерство окружающей среды Японии обеспокоилось данной проблемой.

В рамках создания более дружественных экологии ЦОД планируется субсидировать строительство таких дата-центров из правительственного бюджета, причём доля субсидий в проекте может достигать 50%, а общий объём затрат на эту инициативу должен составить 757 миллиардов йен ($7,3 млрд).

Система, использующая снег для охлаждения, не слишком сложна

Система, использующая снег для охлаждения, не слишком сложна

Самым интересным в этой инициативе является использование снега в системах охлаждения ЦОД. Подобная возможность уже опробована некоторыми японскими компаниями. Так, в городе Нагаока (примерно 280 км к северу от Токио) провайдер DataDock использует искусственный снегоуловитель высотой четыре метра для охлаждения своего компьютерного центра, благо климат в этом регионе позволяет делать это с декабря по февраль. Полученная в результате вода затем используется на соседних гидропонных фермах.

В разные времена года «снежные» системы охлаждения будут функционировать по-разному

В разные времена года «снежные» системы охлаждения будут функционировать по-разному

Ещё севернее, на острове Хоккайдо в городе Исикари, где температура может падать до -5 °C, провайдер Sakura Internet построил свой вычислительный комплекс площадью почти 52 тыс. м2. Глава компании заявляет, что ЦОД в Исикари может обходиться без вспомогательных систем охлаждения с октября по май, когда температура не превышает 18 °C.

Этот центр снабжен системами забора окружающего воздуха, который и охлаждает оборудование, а затем, будучи нагретым, используется для предотвращения обледенения ведущих к ЦОД дорожек. В сравнении с аналогичным ЦОД, расположенным в Токио, энергопотребление удалось снизить на 40% просто за счёт размещения оборудования в более холодной климатической зоне.

Системы охлаждения ЦОД нового поколения дружественны к экологии и помогают другим отраслям

Системы охлаждения ЦОД нового поколения дружественны к экологии и помогают другим отраслям

Вскоре в этом же регионе компания Kyodo News Digital планирует запустить ещё один «снежный» ЦОД площадью свыше 36 тыс. м2. Гибридная система охлаждения будет потреблять на 55% меньше энергии в сравнении с системами классического типа. Ранее в этом же месте, в городе Бибай, уже был проведен эксперимент, подтвердивший работоспособность подобных систем охлаждения серверных помещений и оборудования.

У подобного похода есть недостатки: системы охлаждения, зависящие от снега и низкой окружающей температуры, могут работать не круглый год. К тому же требуется прокладывать новые линии передачи данных до удалённых ЦОД, а дополнительные расстояния могут негативно сказаться на времени отклика. Однако выгоды, приносимые экономией энергии, всё-таки достаточно велики, чтобы инициатива «снежного охлаждения» вышла в Японии на государственный уровень.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1024766
17.02.2020 [12:12], Владимир Романченко

Интеллектуальная система гибридного охлаждения Huawei NetCol8000-E для крупных дата-центров

Системы кондиционирования Huawei FusionCol, к числу которых относится и рассматриваемая NetCol8000-E, предназначены для создания систем охлаждения с применением технологии непрямого охлаждения (непрямого фрикулинга) средних и крупных дата-центров.

Применяемая в данном решении система управления Huawei iCooling на базе технологии ИИ вкупе с интеллектуальными режимами энергосбережения и расхода воды позволяет оптимизировать использование электроэнергии и значительно увеличить время работы системы в режиме свободного охлаждения.

Система кондиционирования Huawei NetCol8000-C

Система кондиционирования Huawei NetCol8000-E

NetCol8000-E обеспечивает точное соответствие нагрузки и управления подачей воздуха в реальном времени, что снижает энергопотребление всего ЦОДа. Все компоненты NetCol8000-E, включая встроенный контур Direct Expansion (DX) для непрерывного охлаждения и корпус-контейнер, изготавливаются на заводе Huawei, что гарантирует быструю доставку и монтаж системы. Простая и надежная система охлаждения FusionCol позволяет создать экологичный дата-центр при значительном снижении расходов на энергию.

Решения FusionCol основаны на многолетнем опыте компании и широко применяются в Китае как один из компонентов модульных быстровозводимых дата-центров Huawei Enterprise Business Group, собираемых из стандартных контейнеров. Huawei также продвигает эти решения как элемент экосистемы для построения крупных ЦОДов. В настоящее время компания поставляет решения FusionCol с хладопроизводительностью 220 кВт.

Недавно Huawei расширила географию поставок систем охлаждения FusionCol за пределы Китая, и сегодня решения серии NetCol8000-E производительностью 220 кВт уже доступны российским заказчикам.

Системы FusionCol позиционируются компанией как альтернатива традиционным HVAC-системам (Heating, Ventilation, & Air Conditioning) охлаждения ЦОДов для решения четырех ключевых проблем: высокого энергопотребления, длительного времени развертывания, низкого уровня автоматизации и сложности обслуживания в процессе эксплуатации.

Примерный расчет энергоэффективности ЦОДа на 1500 стоек для широты Пекина

Примерный расчет энергоэффективности ЦОДа на 1500 стоек для широты Пекина

Системы FusionCol обеспечивают лучшую эффективность за счет оптимизации коэффициента эффективности использования энергии (PUE) до 1,20 — на уровне Platinum по классификации Green Grid, что даёт тем самым экономию расходов на электропитание систем охлаждения ЦОДа до 60%.

Интеллектуальное управление Fusion-iCooling с применением алгоритмов ИИ по мере сбора информации и на основании её анализа представляет интеллектуальные рекомендации по применению водосберегающих и энергоэффективных режимов работы.

Коррекция режима работы производится в реальном времени с учетом изменения нагрузки ЦОДа, с точной регулировкой подачи воздуха. Такой подход позволяет увеличить суммарное время охлаждения в естественном режиме с оптимальным использованием ресурсов, и в итоге уменьшить частичный коэффициент PUE (pPUE) на 0,01 по сравнению с традиционными системами кондиционирования (Air Handling Units, AHU).

Дополнительный эффект от внедрения системы FusionCol также обеспечивается за счет экономии пространства, выделяемого под системы охлаждения ЦОД. Так, при расчёте условного дата-центра на 1500 стоек с потреблением энергии порядка 8 кВт на стойку и типовой загрузкой на уровне 30%-50%, можно сэкономить по сравнению с традиционными AHU до 38% площади при уличной установке FusionCol и до 20% площади при установке системы внутри помещения ЦОДа.

Теплообменная схема системы базируется на двух контурах: воздушном теплообменнике из алюминиевой фольги с эпоксидным покрытием, и теплообменнике косвенного испарения, обеспечивающем перекрестную теплоотдачу без непосредственного контакта потоков внутреннего нагретого воздуха и внешней подачи воздуха.

Гибридная система охлаждения Huawei FusionCol

Гибридная система охлаждения Huawei FusionCol

Подача охлажденного воздуха и вывод нагретого воздуха производятся с помощью теплоизолированных воздуховодов. Их распределение по машинному залу дата-центра производится по традиционной схеме с изолированными коридорами, однако вполне допустимы любые эффективные схемы распределения воздуха.

Система распыления нетребовательна к качеству воды (уровень фильтрации как минимум 89 мкм, pH в пределах от 6,5 до 8, жесткость менее 100 мг/л). Использование металлических сопел и небольшое число блоков распыления гарантирует низкий расход воды. Применение вентиляторов с электронным управлением и плавной регулировкой в пределах 30-100% нагрузки также позволяет снизить энергопотребление минимум на 20%.

Режимы работы Huawei FusionCol

Режимы работы Huawei FusionCol

Системы Huawei FusionCol совмещают все необходимые режимы работы и используют принцип непрямого охлаждения. В режиме фрикулинга задействован воздушный теплообменник без промежуточного теплоносителя, но и без непосредственной подачи «уличного воздуха», с плавной регулировкой вентиляторами и воздушными заслонками. Режим фрикулинга запускается при наружной температуре ниже +16°С.

При повышении уличной температуры до +19°С, система переходит в режим непрямого охлаждения — когда вода распыляется на теплообменник и по мере испарения отводит тепло. При росте уличной температуры выше +19°С включается гибридный режим с фреоновым холодильным контуром. В отличие от традиционного кондиционера, в этом режиме воздух по мере возможности охлаждается фрикулингом, и уже после этого холодильным контуром.

Для реалий российской средней полосы, с учетом локальных показателей влажности, система FusionCol будет работать с включенным фреоновым контуром в среднем на протяжении месяца-двух в течение года. Все остальное время FusionCol будет работать в гибридном режиме или в режиме фрикулинга.

Спецификации системы кондиционирования Huawei FusionCol NetCol8000-E

Спецификации системы кондиционирования Huawei FusionCol NetCol8000-E

Все компоненты систем FusionCol собираются и предварительно тестируются непосредственно на заводе-изготовителе. Именно поэтому на сборку и запуск системы требуется не более одного месяца. После размещения заказа требуется не более четырёх месяцев на поставку и монтаж. Таким образом, сокращение затрат рабочего времени на установку FusionCol достигает более 50% по сравнению с монтажом традиционных чиллерных систем охлаждения.

Простота внедрения систем FusionCol реализована за счет их модульной (контейнерной) конструкции, что удобно для установки внутри и вне помещения дата-центра — в ряд, стойкой или даже на крыше при достаточно прочной конструкции здания.  

Техобслуживание систем FusionCol несложное и занимает немного времени. Благодаря разделению шины силового питания и слаботочных цепей, обслуживание основного блока управления и вспомогательных модулей занимает не более одной минуты.

Обслуживание компрессора, подключенного с применением технологии RotaLock, обходится без применения сварочных работ, что экономит до 80% времени на техобслуживании. Наличие независимого кабеля для контроля работы вентиляторов гарантирует оперативное обслуживание в течение 5 минут.

Системы FusionCol оснащаются уникальным алгоритмом самодиагностики, который обеспечивает оперативное устранение мелких ошибок и решение вопросов со сложными неисправностями в течение 15 минут, что значительно быстрее чем 7 часов, отводящихся на ремонт традиционных систем охлаждения.

Интегрированные возможности позволяют собирать данные о неисправностях в один клик. Для этого система оснащена 7-дюймовым цветным сенсорным экраном с поддержкой отображения информации о 32 блоках, работающих в группе, памятью на 500 ошибок. Мониторинг системы сбоев поддерживает резервное копирование, циклический и каскадный режим отображения, и другие функции. Журнал событий может хранить 30-дневную историю со всеми кривыми изменения температуры и влажности.

Благодаря тому, что вентиляторы, насосы и теплообменное ядро системы FusionCol выполнены по модульной схеме избыточной конструкции N + 1, неисправность или частичный отказ одного модуля никоим образом не отражается на работоспособности всей системы. Цепи питания вентиляторов и компрессоров имеют независимый друг от друга дизайн и резервирование для дополнительной надежности коммутации.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1000295
Система Orphus