Ako bolo v úvodnom diely nášho seriálu spomenuté všetka elektrická energia, ktorú servery spotrebujú sa v konečnom dôsledku premieňa na teplo a uvoľňuje do priestorov dátového centra. Preto je chladenie jedným z najdôležitejších systémov v dátových centrách.
Konvenčný spôsob chladenia
Konvenčný spôsob chladenia dátového centra využíva sálové klimatizačné jednotky, ktoré fungujú rovnakým spôsobom ako bežná klimatizácia v domácnosti alebo v aute
Kompresor v bežnej klimatizačnej jednotke stláča plyn, ktorý sa stlačením zohreje na vyššiu teplotu (40 – 80 °C) a takto ohriaty putuje do vonkajšieho výmenníka, kde je (stále pod vysokým tlakom) ochladený vonkajším vzduchom na teplotu mierne nad úrovňou vonkajšieho vzduchu. Následne putuje do vnútornej jednotky, kde sa expanzným ventilom tlak uvoľní a teplota plynu sa zníži rovnakým fyzikálnym princípom, ako keď uvoľníte tlak z bombičky do sódovej fľaše. Takýto studený plyn cez výmenník ochladzuje vzduch v dátovom centre, pričom naberie teplo a putuje naspäť do kompresora, ktorý ho znova stlačí. Vzduch v dátovom centre putuje od klimatizačných jednotiek ku serverom a naspäť.
Všetko teplo, ktoré servery vyprodukujú, musia z miestnosti odviesť klimatizačné jednotky. Vetranie oknami neprichádza kvôli prašnosti a bezpečnosti do úvahy a preto klimatizačné jednotky musia bežať v lete aj v zime. Tento spôsob znižuje efektívnosť dátového centra a je aj veľmi nešetrný k životnému prostrediu . My vám predstavíme šetrnejšie spôsoby chladenia, ktorých prínos závisí predovšetkým od klimatických a geografických podmienok v danej lokalite.
Nepriamy freecooling
Aby bolo možné využiť chladné ročné obdobia na úsporu nákladov na chladenie, niektoré dátové centrá používajú chladiace systémy, v ktorých cirkuluje voda. Touto metódou je možné dosiahnuť významné úspory predovšetkým v oblastiach, kde je krátke a chladné leto. V podmienkach strednej Európy je možné týmto spôsobom chladiť dátové centrum približne 3 – 4 mesiace v roku. Ako označenie nepriamy freecooling napovedá, vzduch v dátovom centre je ochladzovaný nepriamo pomocou chladiaceho média. V tomto prípade je to voda alebo nemrznúca zmes.
Pri nepriamom freecoolingu vnútorné jednotky za pomoci studenej vody ochladzujú vzduch v dátovom centre, pričom sa táto studená voda pripravuje v samostatných jednotkách nazývaných chillery. Chillery síce v letnom období spotrebujú podobné množstvo elektriny ako bežné klimatizačné jednotky, avšak v chladných obdobiach je možné vodu v okruhu ochladzovať priamo vonkajším vzduchom. K tomuto účelu sa používajú suché chladiče (podobné ako chladič auta) alebo chladiace veže (podobné ako v atómovej elektrárni).
Zaujímavo tento princíp využil britský výrobca čipov do mobilných telefónov, spoločnosť ARM. Vo svojom dátovom centre v Cambridge vytvorili chladiaci systém, v ktorom je voda ochladzovaná v otvorenej chladiacej veži. Vďaka miernym letám a daždivému anglickému počasiu nepotrebujú chillery ani klimatizačné jednotky a odparená voda je v chladiacom systéme dopĺňaná iba dažďovou vodou zo strechy dátového centra. Vnútorné výmenníky sú umiestnené v zadných dvierkach serverových stojanov, vďaka čomu absorbujú teplo zo serverov blízko pri jeho zdroji. Čerpadlá sú v okruhu šikovne umiestnené tak, že v rozvodoch vody vo vnútri dátového centra je záporný tlak, prípadné poškodenie teda nespôsobí striekanie vody, ale naopak naberanie bubliniek vzduchu do potrubia.
Nepriamy freecooling využíva aj Google, ktorý prevádzkuje viacero dátových centier po celom svete. Napríklad v dátovom centre vo Fínskej Hamine využíva na chladenie studenú morskú vodu. Teplota morskej vody sa medzi letom a zimou mení v porovnaní s vonkajším vzduchom veľmi málo a je preto vhodná ako prirodzený zdroj chladu.
V budúcom diely sa budeme venovať ďalším dvom inovatívnym spôsobom chladenia dátového centra. Vysvetlíme vám princíp priameho freecoolingu a chladenia adiabatickým odparovaním.