Behälter für Zweiphasen-Tauchkühlsysteme

Flüssigkeitskühlsysteme sind zwar nicht neu, aber nicht weit verbreitet. Ich würde zwei Gründe nennen: beängstigend und teuer. Wasser leitet wie eine wärmeableitende Flüssigkeit Strom und kann sowohl einen Personal Computer als auch ein Rechenzentrum töten. Andere Flüssigkeiten wie Fluorketone können entweder für sich allein teuer sein oder komplexe und teure Hardwarelösungen wie Öl erfordern.

Ich möchte über unsere Erfahrungen bei der Schaffung eines Flüssigkeitskühlsystems sprechen.

Wir fielen unter den Reiz des "trockenen Wassers", wie Fluorketone manchmal umgangssprachlich genannt werden. Wir haben schnell den ersten flüssigkeitsgekühlten Computer aus verfügbaren Materialien zusammengebaut.



Die Eindrücke des in „Wasser“ getauchten Computers waren so stark, dass wir sofort das nächst anständigere Layout zusammenstellten.



Wir haben hier nicht aufgehört und schnell ein großes Boxen gemacht, bei dem Sie den Standard-19-Zoll-Server fallen lassen können. Ja, wir verstehen, dass es für die Luftkühlung gemacht wurde und unsere Tauchkühlung für ihn zu redundant ist. Ein solcher Server kann mit einem Glas „trockenem Wasser“ gekühlt werden!



Plastikboxen erwies sich bei der Arbeit als praktisch. Und obwohl es für den Server gemacht wurde, war die meiste Zeit ein gewöhnlicher Kessel darin eingetaucht. Wir haben den Server hauptsächlich zur Demonstration und zur Erfassung von MTBF-Statistiken in die Plastikbox eingesetzt.

Wir haben viel Zeit damit verbracht, mit verschiedenen Modi zu experimentieren. Ein industrieller Controller wurde verwendet, um Daten zu sammeln.



Das gewonnene Wissen wurde in eine andere Kiste oder, wie wir es jetzt nennen, in einen Container verwandelt. Dies ist immer noch ein Prototyp und dient hauptsächlich zur Demonstration, aber diesmal besteht er aus Stahl, weil wir ihn bereits vor Ort zusammen mit dem Kunden quälen.



Eine Mikroprozessoreinheit wird verwendet, um den Behälter und seine internen Parameter zu steuern. Dieses Gerät überwacht ständig die Parameter der inneren Umgebung des Behälters, wie Druck, Temperatur, Temperatur des Kühlmittels am Einlass und Auslass, seine Geschwindigkeit. Die Stromversorgungsparameter werden ebenfalls gesteuert - Spannung und Strom, die von der Last verbraucht werden. Separate Sensoren überwachen den Flüssigkeitsstand, der Status des Öffnens und Schließens des Deckels des Behälters zur Zugangskontrolle wird überwacht. Die empfangenen Daten werden in Echtzeit an einen dedizierten Server übertragen. Informationen stehen zur weiteren Verarbeitung sowohl maschinell als auch zur visuellen Auswertung in Form von leicht verständlichen Grafiken zur Verfügung. Implementierter Zugriff von mobilen Geräten.

Was haben wir gelernt und was haben wir bisher erreicht?

Das Flüssigkeitssystem ist also praktisch geräuschlos. Wenn Sie schon einmal in einem Rechenzentrum waren oder zumindest einen Serverraum besucht haben, ist das Geräusch eines ständig abhebenden Flugzeugs für Sie nicht neu. Bei Flüssigkeit ist das nicht so. Die Flüssigkeit überträgt Wärme 3500-mal besser als Luft. Dementsprechend benötigt die Flüssigkeit für die Auswahl der gleichen Wärmemenge von einem beheizten Prozessor 3500-mal weniger, so dass die durch den Server gepumpten Volumina viel kleiner und daher leiser sind.

Ein weiterer Vorteil kann sein, dass die Flüssigkeit den Servern nicht nur gut Wärme entzieht, sondern sie auch gut abgibt. Es ist technisch schwierig, viele Kubikmeter warme Luft zu entsorgen, aber es ist viel einfacher, warmes Wasser zu verwenden. Es ist schön, sich die Hände zu waschen.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Fluorketonen ist ihr „natürlicher“ Brandschutz. Vor einiger Zeit blitzten Fotos einer verbrannten Bitcoin-Mining-Farm im Netzwerk auf. In unserem Fall ist dies völlig unmöglich. Die Menge an verfügbarer Flüssigkeit reicht aus, um ein sehr anständiges Pionierfeuer zu löschen.

Ein separater Vorteil wird deutlich, wenn Sie den Server aus dem Bad nehmen. Es sieht so aus, als wäre es gerade aus der Plastikverpackung des Herstellers genommen worden und sieht überhaupt nicht aus wie ein frittiertes Stück Eisen.

Am häufigsten wird uns über die hohen Kosten der Wärmeübertragungsflüssigkeit berichtet. Als Antwort möchte ich darauf hinweisen, dass diese Flüssigkeit bereits in einem Rechenzentrum in einem Gas-Feuerlöschsystem vorhanden ist. Ja, dort ist es in Zylindern versteckt, aber selbst bei uns ist es in Behältern gefüllt und zirkuliert nicht. Um Verdunstungsverluste aufgrund von Lastschwankungen zu minimieren, verwenden wir eine Kühlfalle. Das zweite Argument sind die Kosten für die IT-Füllung, die gekühlt werden muss. Im Vergleich dazu ist Flüssigkeit überhaupt nicht teuer.

Ein Tauchsystem ist insofern gut, als es nicht von der spezifischen Konfiguration der zu kühlenden Ausrüstung abhängt. Wir wiederholen es nicht, um die Serverplatine oder eine andere Grafikkarte zu ändern. Wir haben keine Lüfter, Kühlplatten, Einzelkühler, Pumpen, Rohre, Schnellkupplungen, Verteiler, Schläuche, Armaturen, dichte Anschlüsse, Steuerungen, es gibt nur einen Behälter.

Die Zirkulation erfolgt auf natürliche Weise durch Verdampfung und anschließende Kondensation ohne unnötige Ausrüstung und zusätzliche Energiekosten. Es gibt keinen Temperaturunterschied zwischen den Geräten. Es gibt keinen vorbeugenden Widerstand, bei allen Elementen des eingetauchten Geräts die gleiche Temperatur.

Container sind hochmobile Geräte. Erhöhen Sie es auf die Stärke von zwei oder vier Personen. Für den Betrieb muss das Kühlmittel nur bis zum Siedepunkt abgekühlt werden. Die von uns getesteten Flüssigkeiten kochen bei + 34 ° C, + 49 ° C, + 61 ° C, + 76 ° C, wodurch Sie einen trockenen Kühlturm verwenden oder einfach nur Wasser aus einem Strom mit einem Pomp pumpen können.

Der Behälter ist hermetisch verschlossen, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit, Sand, Staub und Schmutz verhindert wird. Er kann an jedem Ort arbeiten, auch nicht für die Arbeit gerüstet.

Die von uns hergestellten Behälter können 1, 5, 10 kW Wärme abführen. Im Rahmen der Bestellung können wir leistungsstärkere Behälter herstellen.



Mit Containern behalten Sie die volle Kontrolle über Ihre Informationen. Sie übertragen Ihre Daten weder in das Rechenzentrum noch in die „Clouds“. Sie selbst sorgen für die physische Sicherheit Ihrer Daten.

Nun darüber, warum wir das tun. Wir möchten den Menschen die Möglichkeit geben, ihre Daten unabhängig zu verwalten, egal wie großartig sie sind.

Source: https://habr.com/ru/post/de400133/