Охлаждение серверов: новости от MagnoTherm Solutions, Roller, Beijer Ref и NTU

Экстремальная жара и холод могут помешать работе IT-оборудования внутри ЦОД с максимальной эффективностью и даже вывести из строя критически важное оборудование внутри серверной фермы. Неудивительно, что одной из главных задач проектировщиков и операторов любого центра обработки данных является обеспечение четкого мониторинга и управления температурным режимом в машзалах. На помощь им приходит все более совершенные и экономичные технологии и системы охлаждения, включая те, которые описаны в свежем отраслевом дайджесте.

MagnoTherm Solutions GmbH получает €6,3 млн. на разработку систем магнитного охлаждения

Базирующийся в немецком Дармштадте стартап MagnoTherm Solutions GmbH, который специализируется на совершенствовании технологии магнитного охлаждения, привлек стороннее финансирование в размере 6,3 млн. евро для развития данной технологии и организации серийного производства соответствующей теплохладотехники.

Компания MagnoTherm Solutions GmbH была основана в 2019 году как «дочка» Дармштадтского технического университета. В команде стартапа работают специалисты в области постоянных магнитов и магнитного охлаждения.

Напомним, что в основе рассматриваемой технологии охлаждения лежит магнитокалорический эффект. Речь о способности любого магнитного материала менять собственную температуру и энтропию при воздействии магнитного поля. Нечто подобное происходит при сжатии / расширении газа / пара в традиционной теплохладотехнике.

Вместо использования парообразных хладагентов технология магнитного охлаждения предполагает применение магнитокалорического эффекта, возникающего в сплавах редкоземельных элементов на основе железа. Эти сплавы нагреваются при намагничивании и остывают при размагничивании. При циркуляции теплоносителя тепло и холод через теплообменники от рабочего материала передаются воде.

Представители молодой компании заявляют, что магнитные охлаждающие устройства на 40% более энергоэффективны по сравнению с системами на основе сжатия жидкости / раза. Причем они могут быть адаптированы к рабочим температурам от -100°C до +80°C. Благодаря низкому рабочему давлению в 2-3 бара техническое обслуживание считается очень безопасным и простым.

В стартапе отмечают, что данная технология позволяет заинтересованным сторонам сэкономить много денег за короткое время, даже несмотря на то, что покупка систем охлаждения на базе магнитокалорического эффекта обходится дороже.

Инженеры Magnotherm разрабатывают системы охлаждения для коммерческих объектов. Стартап также планирует сосредоточиться на индивидуальных решениях для охлаждения IT-оборудования в ЦОД и прочей электроники.

Сингапурские инженеры предлагают охлаждать серверы путем распыления жидкости на CPU

Группа исследователей из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU) предложила нестандартный подход к охлаждению серверов. Азиатские инженеры реализовали странную, но простую идею: распыление на горячие процессоры диэлектрической охлаждающей жидкости для последующего переноса тепла в окружающую среду при испарении этой жидкости.

При тестировании прототипа команда запускала 12 серверов внутри одной стойки с высотой корпуса 24U и распыляла диэлектрическую жидкость на процессоры. Согласно статье сингапурских исследователей, опубликованной в журнале Energy в апреле 2023 года, удаление излишков тепла из системы осуществлялось более эффективно, чем при обычном воздушном охлаждении.

По заявлениям экспертов из NTU, подобное распылительное охлаждение также снижает углеродный след центров обработки данных, поскольку позволяет увеличить эффективность вспомогательной инфраструктуры и/или эксплуатировать CPU при повышенных температурах, что допускает разгон. Отмечается, что новая архитектура охлаждения допускает простое масштабирование и легко адаптируется к современным центрам обработки данных.

Прототип системы, созданный научными сотрудниками NTU, использует форсунки, которые распыляют диэлектрическую жидкость на каждый центральный процессор. Жидкость конденсируется и собирается для повторного использования в замкнутой системе.

Большинство современных центров обработки данных охлаждаются обычными энергозатратными системами кондиционирования воздуха. Погружение IT-оборудования в диэлектрическую жидкость, предложенное некоторыми поставщиками теплозладотехники, включая Submer, GRC и Asperitas, более эффективно удаляет тепло и снижает потребление электроэнергии. Другие поставщики, включая LiquidCool и Zutacore, предлагают еще более совершенное двухфазное иммерсионное охлаждение, при котором жидкость закипает для удаления еще большего количества тепла.

Подход команды NTU исключает использование гигантских резервуаров, которые предлагаются производителями обычных иммерсионных систем, и трубопроводов, используемых сторонниками двухфазных систем иммерсионного охлаждения серверов и систем прямоконтактного жидкостного охлаждения. Также упраздняются радиаторы, которые применяются при обычном воздушном охлаждении.

Однако неясно, какой именно хладагент применяют сингапурцы. Не исключено, что в ход идут ПФАС (полифторалкильные вещества), которые считаются опасными для здоровья.

На долю дата-центров приходится около 7 процентов от общего количество потребляемой в Сингапуре электроэнергии. В этой стране очень мало возобновляемых источников энергии, поэтому правительство нормирует энергопотребление ЦОД и жестко контролируют выдачу разрешений на строительство новых центров обработки данных.

Инженеры из NTU впервые предложили идею применения распылительного охлаждения внутри центров обработки данных в тропических регионах вроде Сингапура еще в ноябре 2021 года, представив более простой прототип. В январе 2022 года команда провела первую оценку производительности системы, после чего приступила к ее совершенствованию.

Roller демонстрирует 3 линейки сверхузких воздухоохладителей

Базирующаяся в Германии компания Roller представила 3 линейки сверхузких воздухоохладителей VW, VM и VD. Устройства предназначены для коммерческих объектов. Но они также могут использоваться в серверных, где важен каждый кубический миллиметр доступного пространства.

Компактные колонные воздухоохладители Roller VW могут быть размещены на фальшполе между стойками или рядами стоек благодаря их чрезвычайно узким размерам. То же самое относится и к новым плоским потолочным блокам VD. Устройства из линейки VM предназначены для настенного монтажа.

Для эффективной работы в стандартной комплектации используются вентиляторы с электронным контролем интенсивности вращения крыльчатки. Это позволяет экономить 80% электроэнергии по сравнению с моделями без поддержки данной функции. Вентиляторы имеют степень защиты IP65 и предварительно подключены к клеммной коробке. Панели с вентиляторами являются съемными, что облегчает доступ к важным компонентам.

Алюминиевый корпус с порошковым покрытием защищает устройства от коррозии. В качестве опции также доступен корпус из нержавеющей стали. Устройства используют технологию прямого испарения хладагента. Предусмотрена возможность применения «природного» хладагента CO2. Для испарителей на базе CO2 максимальное давление составляет 80 бар.

Beijer Ref представила блок рекуперации тепла SEC

Базирующаяся в Великобритании компания Beijer Ref разработала и организовала производство блока рекуперации тепловой энергии, подходящего для эксплуатации в ЦОД. При подключении к уже эксплуатируемым системам охлаждения и кондиционирования воздуха устройство, получившее название SEC (Sustainable Energy Controller), способно улавливать излишки тепла энергии, которое в противном случае попало бы в атмосферу, и преобразовывать его в полезную энергию.

Блок собирает все тепло, доступное в системе, и преобразует его в горячую воду. Он работает не только, когда эксплуатируется система охлаждения, — устройство может функционировать в автономном режиме, обеспечивая источник тепловой энергии, когда система охлаждения останавливается. Блок можно интегрировать при модернизации существующих систем охлаждения или сделать частью нового проекта.

Продукт предлагает очень короткий срок окупаемости инвестиций — от 9 до 18 месяцев. Экономия энергии, достигаемая при внедрении SEC, по сравнению с традиционной системой водяного отопления считается значительной – по крайней мере, по меркам Великобритании. Блок SEC доступен в двух версиях: SEC100 и SEC200. Оба агрегата способны удалять от 2 до 10 кВт излишков тепла, что, в свою очередь, обеспечивает от 590 до 2080 литров горячей воды в день. Каждое устройство SEC совместимо с различными хладагентами, включая R404A, R134a, R448A, R449A, R455A, R454C, R513A и R1234ze.