Sistemes de refrigeració per CPD.

Aproximadament 3 milions de centres de dades als Estats Units consumeixen milers de milions de litres d'aigua i uns 70 mil milions de quilowatts-hora d'electricitat per any, o gairebé el 2 % de l'electricitat total de la nació.

Foto: Forced Physics

 Al voltant del 40 % d'aquesta energia funciona amb acondicionadors d'aire, refrigeradors, ventiladors dels servidors i altres equips per mantenir frescos els xips de l'ordinador.

Ara, la Forcet Physics, una empresa amb seu a Scottsdale, Arizona, ha desenvolupat un sistema de baixa potència que diu que podria reduir el 90% dels requeriments energètics dels centres de dades per al refredament. Es basa en un sistema passiu que utilitza aire ambient, filtrat i no refrigerat per eliminar el calor dels xips d'ordinador. Properament, es planeja llançar la seva primera prova pilot in situ en una instal·lació comercial a Chandler, Arizona, propietat de H5 Data Centers. Allí, un bastidor de 30 conductors refrigerarà els equips informàtics que consumeixen 36 quilowatts, ja que els sensors controlen el flux d'aire, la temperatura, l'ús d'energia i la pressió de l'aire. La informació obtinguda a partir de la prova d'un any s'utilitzarà per demostrar el rendiment als possibles clients.

Font: Google

Els equips informàtics en un centre de dades típic tenen uns 15 megawatts, dedicant 1 MW d'aquesta potència als servidors. Però aquest centre de dades requeriria una potencia addicional de 7 MW (per una càrrega total de 22 MW) per alimentar altres equips de refrigeració, i necessitaria 500 milions de litres d'aigua per any. En un moment en què s'espera que el volum de dades es dobli cada dos anys, això podria assolir aviat nivells insostenibles.

Segons el director general de tecnologia de  Forcet Physics, David Binger, pot ajudar a un centre típic de dades a eliminar la necessitat d'aigua o refrigerants i reduir el seu consum de 22 MW en 7,72 MW, que es tradueix en una reducció anual de 67,6 milions de kWh. Aquest centre de dades també podria estalviar un total de 45 milions de dòlars l'any per infraestructures, operacions i costos energètics amb el nou sistema.

En els centres actuals de dades, les plaques de circuits i altres components electrònics estan tancats en contenidors metàl·lics de midas similars a les caixes de pizza. Quaranta caixes s'apilen verticalment en bastidors. Fila a  fila d'aquests bastidors, disposats un al costat de l'altre en passadissos estrets, omplen edificis d'una sola planta. Una àmplia xarxa de ventilació fa que l'aire refredat es desplomi a la part davantera dels racks. Els ventiladors petits a la part posterior de cada caixa apliquen l'aire fresc sobre l'electrònica de l'interior. A continuació, els ventil·ladors més grans de la part posterior del rack, xuclen l'aire calent.

Font: Google

El conducte de Forcet Physics és una caixa estreta de manera que, les plaques dels circuits no estan allotjades a l'interior, sinó que s'adjunten a l'exterior. Es necessiten 40 conductes totalment fets d'alumini, per omplir un bastidor estàndard. Quatre grans ventiladors a la part posterior del rack extreuen l'aire ambient a través dels conductes. Pel centres de dades mitjans, aquests grans fventi·ladors només necessiten 0,28 MW, una fracció dels 1 MW respecte els ventil·ladors del servidor que solen utilitzar.

A l'interior del conducte, 3000 aletes d'alumini molt primes estan alineades en dues files i formen una V. La forma V encara facilment l'aire i ràpidament. Com un ventilador extreu aire a través d'un conducte, la pressió d'aire baixa de manera que l'atrapen els microcanals que hi han entre les aletes. Les aletes funcionen com a dents, orientant acuradament les molècules d'aire per apuntar en la mateixa direcció i ordenar-les en columnes. Al mateix temps, la calor de l'electrònica es transfereix a les aletes d'alumini. Quan les molècules d'aire es posen en contacte amb les superfícies de les aletes, reben calor del metall, que els demana que accelerin el seu pas.

L'aire més calent és quan surt del conducte. En dotzenes de proves de laboratori amb temperatures ambientals entre 21 ° C i 49 ° C, l'aire que surt del conducte de  Forcet Physics a una temperatura de 27° C, que és més fred respecte els 65 ° C  dels sistemes convencionals de refrigeració.

Font: IEEE Spectrum