Fra luft til vann – væskebaserte kjølesystemer med bærekraftige kvaliteter

Bildet: Don Mitchell, Data Centre Division Manager, Victaulic

FAGARTIKKEL: Er det slik at det går mot væskebaserte kjølesystemer heller enn luftbaserte i takt med at stadig mer tettpakkede hyller og avanserte datautregninger gjør seg gjeldende i datasentre?

Publisert: 1 Nov 2022

Av Don Mitchell, Data Centre Division Manager, Victaulic,

Digitalisering har vært en uttalt målsetting for utallige organisasjoner de siste tiårene. Allikevel ser vi at dette fortsetter å være en sentral målsetning i selskaper, også i dette tiåret.

Mange krevende dataoppgaver

De siste årene har vi sett en stor økning i strømningstjenester og videokonferanser i forbindelse med hjemmekontor. I tillegg til en stadig økende bruk av AI og ML-drevne «analytics» for å skape vekst og skykapasitet for å oppnå ønsket innovasjonstakt, kortere vei til markedet og økt skalerbarhet. Fremmarsjen av 5G-teknologi vil akselerere veksten ytterligere. Hjemmekontor og teknologiske nyvinninger vil overleve pandemien, og gi bedrifter større fleksibilitet, kostnadsbesparelser og et generelt fortrinn i forretningsdriften.

Digitalisering var i full sving også før pandemien. De siste årene har datasentre blitt fylt med flere datakrefter på mindre plass, for å konsolidere arbeidsoppgaver og tilpasse prosessor-intensive oppgaver som AI og avanserte «analytics». Som et resultat av dette trenger hver hylle mer energi og skaper mer varme, hvilket utsetter kjølesystemets oppgave om å skape sikkerhet og effektivitet for større press. Ettersom avanserte IT-oppgaver har blitt helt essensielle for at selskaper skal oppnå suksess, er behovet for å sikre datasentre med kjølesystemer likeså. Det er faktisk slik at mange selskaper ikke er klare over hvor mange krevende dataoppgaver de vil trenge i fremtiden, hvorav flere dukker opp hvert eneste år.

Væskebaserte kjølesystemer versus luftbaserte kjølesystemer

Å kjøle ned datamaskiner er nødvendig for å fjerne varmen som produseres av datamaskinens komponenter, slik at komponentene kan fortsette å være operative innenfor temperaturgrensen. Datasentre har vanligvis tatt i bruk luftbaserte kjølesystemer, og denne bruken vil nok fortsette. Væskebaserte kjølesystemer er ikke helt nytt, da «supermaskiner» har brukt slike systemer i flere tiår, men nå er det i vinden igjen. Luftbaserte kjølesystemer hansker fint opp med lavere mengder varme, og det er kommet mange innovasjoner innenfor datakjølesystemer som har bidratt til at de har blitt mer effektive. Allikevel er det slik at varme transporteres mye bedre med væske, og luft kan bare håndtere en fraksjon av den mengden varme som væske kan.

I takt med at varmen intensiveres blir væskebaserte kjølesystemer en mer effektiv løsning. Dette gjør det mulig med mer kompakte datasentre, redusert energibruk til avkjøling og høyere spillvarmetemperaturer, ifølge SINTEF . Dette gjør også at man kan bruke mindre rør og pumper, heller enn et større antall vifter og kjølekanaler. Istedenfor store volumer av lunken luft som må avkjøles ved bruk av svale datasentre eller fordampning, trenger mindre volumer med høytemperatursvæske bare luftbasert varmeveksler.

Globalt samarbeidsprosjekt

For å møte bekymringene knyttet til effektivitet og bærekraft foreslår flere kjøleleverandører nå væskebaserte kjølesystemer. De fleste datasentrene planlegger å bytte ut datasystemene rundt hvert tredje eller femte år, men det er usikkert i hvor stor grad neste generasjons dataløsninger trenger væskebasert avkjøling. Den største barrieren når det kommer til bruk av væskebasert avkjøling er manglende kjennskap og en mangel på standardiserte prosesser. Men her ser vi at det skjer ting. Open Compute Project (OCP) er et eksempel på dette. OCP er et globalt samarbeidsprosjekt innen organisering av datasentre, og har lansert prosjekter med standardisert væskebasert kjøleteknologi. Videre har de satt i gang et prosjekt på «advanced cooling facilities» for å standardisere metodene som anvendes ved bruk av væsker i datasentre.

Hvis man planlegger godt finnes det distribusjonsløsninger for væskebaserte kjølesystemer tilgjengelig som er både tilpasningsvennlige og klare til bruk. Bruk av disse i eksisterende datasentre gjør det nødvendig med løsninger som ikke krever varmt arbeid, som åpen flamme, slik som sveising. Det krever også presisjon i design, enkel montering, pålitelighet og en fleksibilitet som til rettelegger for utvidelse. Rillede koblinger treffer på alle disse punktene. Rørløsninger basert på sveising- og Flensteknologi gjør ikke det.

Bærekraftige kvaliteter

Men hva er de bærekraftige implikasjonene hvis væskebaserte kjølesystemer blir mer utbredt i datasentre? Selv de mest effektive luftbaserte kjølesystemene trenger mange vifter og bruker vanligvis fordampning for å avkjøle luften. Dette resulterer i et høyt vannforbruk. Store volum med varmluft er kostbart og vanskelig å transportere over store distanser. På dette området trenger derfor datasentre en egnet beholder. Varmtvann med høy temperatur som støttes av IT-løsninger med luftbaserte kjølesystemer er enklere å transportere, og er i så måte en mulighet for å gjenbruke overskuddsvarmen som produseres. Denne prosessen har potensiale til å kutte i energibruk som ellers kan brukes på husholdninger i nærheten, kontorer eller i landbruk. Med dagens energipriser kan dette også vise seg å være kostnadsbesparende.

Enkel installasjon og vedlikehold

Et annet viktig hensyn å ta er hva det vil kreve å anvende og vedlikeholde kjølesystemet. Å planlegge i forkant for å legge til væskebaserte kjølesystemer trenger ikke å være en kostnadskrevende og kompleks oppgave. Som nevnt tidligere er en nøkkel til suksess bruken av rørløsninger som er tilpasningsdyktige, skalerbare og enkle å rette inn. For å hjelpe til med å adressere utfordringen med hylletetthet, som i noen tilfeller er over 40KW per rack, har Victaulic begynt å samarbeide med OCP og en rekke tilbydere av væskebaserte kjølesystemer i nye og eksisterende datasentre.

Rillede og mekaniske rørforbindelsesløsninger er tilgjengelige over hele verden og tilbyr en enkel, rask og pålitelig metode for skalerbare datasentre. Dette gjør installeringer og utvidelser av datasentre tryggere, raskere og uten forstyrrelser, samtidig som miljø, helse og brannsikkerhetsrisikoer minimeres sammenlignet med metoder som sveising. Innretningsproblemer, som kan være et stort problem i rehab-løsninger er betydelig forenklet med den avanserte teknologien som finnes i rillede rørforbindelsesløsninger.

Hvordan ser fremtiden ut?

Datasenterindustrien er i konstant utvikling; drevet av teknologi, digitaliseringstrender og bærekraftsmål. Det er utfordrende å peke ut de konkrete teknologiene som vil komme vinnende ut, hvordan disse vil bli standardisert eller hva vi kan forvente fem år fra nå. Uavhengig av dette vil energieffektivisering og bærekraft fortsette å spille en viktig rolle. Fagarbeidere og bransjepersoner må stå klare til å sikre datasentrene sine med de siste løsningene innen kjølesystemer.