IT Summit Efektivní chlazení datových center Bohumil Cimbál Product Manager - Cooling Systems
O čem to bude: Proč a jak efektivně chladit DC Teplota v datových sálech Oddělení teplotních zón Free-cooling cesta k úsporám Další kroky
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
Chlazení datových sálů
Chlazení datových sálů 35 C 25 C
Chlazení datových sálů Energetická spotřeba komponent Data center
Chlazení datových sálů Power usage effectiveness IT EQUIPMENT POWER Spotřeba spojená s veškerým IT zařízením Compute, storage a network Doplňkové vybavení (monitory, pracovní stanice, laptopy) používané pro monitoring a řízení DC. TOTAL FACILITY POWER Distribuce energie (UPS, generátory, PDU, baterie a distribuční ztráty vně IT zařízení Komponenty chladicích systémů (chillery, klimatizační jednotky, ventilátory, čerpadla a venkovní chladiče) Ostatní zátěž (osvětlení, úklid...) A celý IT equipment power
Chlazení datových sálů
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 Z pohledu IT New ASHRAE Classes 2011 2011 Thermal Guidelines for Data Processing Environments Expanded Data Center Classes by Technical Committee 9.9 Ideální teplota v DC Ti = 18 27 C j = 30-60%
Teplota v DC Teplota vzduchu pro IT Zařízení Teplotní rozsah Dell PowerEdge r805 50 F -95 F (10 C -35 C ) Cisco Nexus 5000 32 F -104 F (0 C -40 C ) Sun SPARC Enterprise M9000 41 F -89.6 F (5 C -32 C ) NetApp FAS 6000 50 F -104 F (10 C -40 C ) 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 Z pohledu chlazení Ideální teplota v DC 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 Ti = 18 C
Teplota v DC Výhoda vyšší teploty v DC úspora energie a provozních nákladů Nárůst teploty vzduchu Roční úspora na chlazení DC 1K 4 % 2 K 8 % 3 K 12 % 4 K 16 % 5 K 20 % Zdroj: Schweizer Bundesanstalt für Energiewirtschaft
Čím tepleji, tím lépe...!
Oddělení studené a teplé zóny Správné podmínky pro počítače + Maximální úspora energie
Oddělení teplotních zón Záslepky a separační rámy SIDE VIEW BLANKING PLATES
Oddělení teplotních zón Rozvaděče v otevřené uličce
Oddělení teplotních zón Příliš málo vzduchu
Oddělení teplotních zón Příliš moc vzduchu
Oddělení teplotních zón Optimální přívod vzduchu
Oddělení teplotních zón Optimální přívod vzduchu Není možné stabilně udržet, Servery stále mění průtok vzduchu
Oddělení teplotních zón Data Center Room Arrangaments Traditional Hot / Cold aisle Open racks / Cabinet solution Plenum Feed With Room Return Cold aisle Containment w. Plenum Feed Room Feed with Plenum Return Closed aisle Containment w. CoolTeg Units 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
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
Venkovní chiller s Free Coolingem Free - cooling
Free - cooling Vnitřní chiller s Free-coolingem Chladič mimo objekt kondenzátor Freecoolingový výměník kompresorový okruh Datový sál výparník
Free - cooling Vnitřní klimatizace Volné chlazení = Zimní mód Kompresorové chlazení = Letní mód
Spotřeba kw Free - cooling Spotřeba energie během roku 20 9 8 Standard 7 6 2 5 4 3 Freecooling 1 3 5 7 9 12 14 16 18 21 23 25 28 32 Venkovní teplota C
Venkovní teplota Venkovní teplota pp Free - cooling Kumulativní hodinové venkovní teploty během roku v Praze 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20 62 dní 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Četnost Hodin v hodinách / rok za rok
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!
Děkuji za pozornost
Ing. Bohumil Cimbál B.Cimbal@conteg.cz www.conteg.cz