Efektivní chlazení datových center

IT Summit

Efektivní chlazení datových center

Bohumil Cimbál – Product Manager - Cooling Systems IT Summit Praha – 3/2014

Cooling systems for DC

O čem to bude: • Proč a jak efektivně chladit DC • Teplota v datových sálech

• Oddělení teplotních zón • Free-cooling – cesta k úsporám • Další kroky

IT Summit Praha – 3/2014


Datové centrum



Servery a další IT vybavení



Komponenty v serverech



Komponenty v serverech



Chlazení datových sálů

Přestup tepla: • Povrch • Teplotní rozdíl

• Součinitel přestupu • rychlost • turbulence

• materiál







35°C

25°C IT Summit Praha – 3/2014



Energetická spotřeba komponent Data center




Power usage effectiveness

IT EQUIPMENT POWER •

Spotřeba spojená s veškerým IT

TOTAL FACILITY POWER •

Distribuce energie (UPS, generátory,

zařízením

PDU, baterie a distribuční ztráty vně IT

•

Compute, storage a network

zařízení

•

Doplňkové vybavení (monitory,

•

Komponenty chladicích systémů

pracovní stanice, laptopy)

(chillery, klimatizační jednotky,

používané pro monitoring a

ventilátory, čerpadla a venkovní

řízení DC.

chladiče)


•

Ostatní zátěž (osvětlení, úklid...)

•

A celý „IT equipment power“ Cooling systems for DC




TOPIC: Teplota v Datových centrech



Teplota v DC

Ideální teplota v DC Dva různé pohledy

Komfort pro IT zařízení


x

Energetická efektivita chlazení


Teplota v DC

Ideální teplota v DC Z pohledu IT New ASHRAE Classes 2011 2011 Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes by Technical Committee 9.9

Ti = 18 – 27°C j = 30 - 60%



Teplota v DC

Teplota vzduchu pro IT Zařízení

Teplotní rozsah

Dell PowerEdge r805

50F-95F (10C-35C)

Cisco Nexus 5000

32F-104F (0C-40C)

Sun SPARC Enterprise M9000

41F-89.6F (5C-32C)

NetApp FAS 6000

50F-104F (10C-40C) Source: ASHRAE



Teplota v DC

Nevýhody vysoké teploty vzduchu

1. Energetická spotřeba serverů roste s vyšší teplotou vzduchu



Teplota v DC

Nevýhody vysoké teploty vzduchu

2. Průtok vzduchu servery roste s vyšší teplotou vzduchu 3. Hlučnost vzrůstá s vyšší teplotou vzduchu v DC



Teplota v DC

Nevýhody vysoké teploty vzduchu Pravděpodobnost poruchy HW roste s rostoucí teplotou



Čím chladněji, tím lépe...!



Teplota v DC

Ideální teplota v DC Z pohledu chlazení Vyšší teplota přináší: • Vyšší výkon tepelného výměníku • Tepelné ztráty do okolí DC • Lepší podmínky pro kompresor • Vyšší účinnost systému (lepší EER) • Delší čas využití free-coolingu



Teplota v DC

úspora 25% roční spotřeby energie

Ti = 25°C IT Summit Praha – 3/2014

Ti = 18°C Cooling systems for DC

Teplota v DC

Výhoda vyšší teploty v DC … úspora energie a provozních nákladů Nárůst teploty vzduchu

Roční úspora na chlazení DC

1K

4%

2K

8%

3K

12 %

4K

16 %

5K

20 % Zdroj: Schweizer Bundesanstalt für Energiewirtschaft



Čím tepleji, tím lépe...!



Oddělení studené a teplé zóny

Správné podmínky pro počítače + Maximální úspora energie IT Summit Praha – 3/2014


Oddělení teplotních zón

Záslepky a separační rámy SIDE VIEW

BLANKING PLATES




Rozvaděče v otevřené uličce




Příliš málo vzduchu




Příliš moc vzduchu




Optimální přívod vzduchu




Optimální přívod vzduchu

Není možné stabilně udržet, Servery stále mění průtok vzduchu




Data Center Room Arrangaments Traditional Hot / Cold aisle Open racks / Cabinet solution

Room Feed with Plenum Return


Plenum Feed With Room Return

Closed aisle Containment w. CoolTeg Units

Cold aisle Containment w. Plenum Feed

Modular Closed Loop


Room arrangement

Přívod zespodu, odvod do místnosti



Room arrangement

Přívod z místnosti, odvod komínem



Room arrangement

Uzavřená ulička s CoolTeg jednotkami



Room arrangement

Modular Closed Loop



Room arrangement

Modular Closed Loop



TOPIC: Free-Cooling v Datových centrech



Free - cooling

Free-cooling = Volné chlazení • Využití příznivých podmínek v exteriéru k chlazení interiéru • Free-cooling je využíván, pokud je enthalpie venkovního vzduchu nízká 1) Přímý Free-cooling Venkovní vzduch slouží k větrání - problémy s udržením vlhkosti - náročná filtrace velkého množství vzduchu - nebezpečí nasátí kouře

2) Nepřímý Free-cooling Využití přenosového média - nemrznoucí směs je chlazena venku - médium přenáší energii z interiéru ven - umožňuje kombinaci kompresorového a Free- coolingového chlazení IT Summit Praha – 3/2014


Free - cooling



Free - cooling

Vodní Free Cooling Free Cooling - uspořádání 1. Venkovní vzduchem chlazený chiller 2. Vnitřní vodou chlazený chiller 3. Vnitřní klimatizační jednotka s kompresorem

Free Cooling – funkční módy 1. DX mode (kompresor pracuje na 100%)

2. Mix mode (Free-cooling a kompresor běží částečně) 3. Freecooling pracuje, kompresor je stand-by IT Summit Praha – 3/2014


Free - cooling

Venkovní chiller s Free Coolingem



Free - cooling

Vnitřní chiller s Free-coolingem

Chladič mimo objekt kondenzátor Freecoolingový výměník

kompresorový okruh

výparník Datový sál



Free - cooling

Vnitřní klimatizace Volné chlazení = Zimní mód

Kompresorové chlazení = Letní mód IT Summit Praha – 3/2014


Free - cooling

Spotřeba energie během roku 9

Standard

Spotřeba kW

20 8 7

6

5

Freecooling 4

2 3 1

3

5

7

9

12

14

16

18

21

23

25

28

32

Venkovní teplota °C IT Summit Praha – 3/2014


Free - cooling

Kumulativní hodinové venkovní teploty během roku v Praze 40 35 30

Venkovní teplota pp Venkovní teplota

25 20 15 10 5 0 -5 -10

62 dní

-15 -20 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

/ rok za rok ČetnostHodin v hodinách IT Summit Praha – 3/2014


Free - cooling

Praha (Voda 10/15°C)



Komu by se chtělo platit za lístek?



Efektivní chlazení: • Velká plocha venkovních i vnitřních chladičů • Chillery s vysokou účinností a s Free-coolingem • Nové technologie (EC, chladiva, monitoring...) • Vysoká teplota chladicí vody

• Oddělení teplotních zón • Vysoká teplota v horké zóně DC



Efektivní chlazení: • Velká plocha venkovních i vnitřních chladičů • Chillery s vysokou účinností a s Free-coolingem • Nové technologie (EC, chladiva, monitoring...) • Vysoká teplota chladicí vody

• Oddělení teplotních zón • Vysoká teplota v horké zóně DC

Další využití odpadního tepla! IT Summit Praha – 3/2014


Děkuji za pozornost



Ing. Bohumil Cimbál [email protected] www.conteg.cz IT Summit Praha – 3/2014


Efektivní chlazení datových center

Recommend Documents