Непрямое водяное охлаждение серверов от Facebook и Nortek – Как это работает?

Инженеры соцсети Facebook представили новую систему охлаждения серверов, которая призвана сделать центры обработки данных американской IT-компании еще более водо- и энергоэффективными. Система разрабатывалась для обеспечения охлаждения серверов с применением воздуха из-за пределов помещения ЦОД даже в регионах, характеризующихся повышенной загрязненностью и влажностью воздуха.

Социальная сеть, которая гордится созданием экологически чистых центров обработки данных, старается развертывать в большинстве своих ЦОД системы фрикулинга, позволяющие оптимизировать температурный режим IT-оборудования с применением наружного воздуха и прямого испарительного охлаждения.

Но в некоторых местах инженерам Facebook приходится использовать системы непрямого охлаждения для защиты IT-оборудования от суровых условий окружающей среды, таких как высокий уровень пыли, чрезмерная влажность или повышенная соленость.

Но и эту проблему удалось решить благодаря технологическому прогрессу. В блоге Facebook появилось описание инновационной технологии косвенного охлаждения StatePoint Liquid Cooling (SPLC), которая будет использоваться в новых центрах обработки данных компании. Речь об усовершенствованной системе испарительного охлаждения, которая использует воду вместо воздуха для охлаждения центров обработки данных.

Новая система позволяет развертывать прецизионное охлаждение и создавать энергоэффективные центры обработки данных Facebook в местах, где организация прямого охлаждения не представляется возможным. Согласно прогнозам инженеров, новая система может сократить потребление воды более чем на 20 процентов для центров обработки данных в жарком и влажном климате и почти на 90 процентов в более прохладном климате по сравнению с предыдущими системами косвенного охлаждения.

Инженеры Facebook разработали новую технологию охлаждения центров обработки данных совместно с коллегами из компании Nortek Air Solutions, занимающейся производством кондиционеров для ЦОД. Две компании начали работу над SPLC в 2015 году.

Как именно работает технология охлаждения SPLC? Системы косвенного охлаждения текущего поколения используют два обособленных контура, соединенных испарительным теплообменником: воздушный контур для циркуляции холодного наружного воздуха и воздушный контур для циркуляции очищенного воздуха внутри центра обработки данных. В случае SPLC вводится новый контур, по которому циркулирует вода. Вместо традиционного подхода к использованию воды для охлаждения воздуха новая конструкция использует воздух для охлаждения воды, что приводит к снижению потребления H2O.

Сердцем системы SPLC является жидкостно-воздушный теплообменник, где вода охлаждается по мере испарения через мембранный разделительный слой. Холодная вода затем охлаждает воздух внутри центра обработки данных и поддерживает оптимальную температуру серверов.

Внутри систем охлаждения на базе технологии SPLC, которые именуются StatePoint Technology Unit, находятся впускные и выпускные демпферы, фильтры, змеевики, фанкойлы, вентиляторы и мембранный теплообменник. Технология SPLC работает в трех режимах, чтобы оптимизировать потребление воды и электроэнергии.

Когда температура наружного воздуха низка, система StatePoint Technology Unit в большинстве энергосберегающих и водосберегающих режимов использует этот воздух для производства холодной воды. Когда температура наружного воздуха повышается, система SPLC будет работать в адиабатическом режиме, в котором она подключается к теплообменнику, чтобы охладить теплый наружный воздух, прежде чем он попадет в регенерационный змеевик для производства холодной воды. В жаркую и влажную погоду SPLC будет работать в режиме супер-испарения, в рамках которого наружный воздух охлаждается змеевиком предварительного охлаждения, а затем используется для производства холодной воды.

Компания Nortek владеет патентом на технологию SPLC. Это означает, что другие компании, а не только Facebook, могут использовать соответствующие наработки в своих центрах обработки данных, предварительно связавшись с Nortek Air Solutions, чтобы получить «зеленый свет».