Исследователи из Нью-Йоркского университета представили инновационную охлаждающую технологию, основанную на свойствах природных минералов. Эта система даёт возможность применять избыточное тепло производств для охлаждения серверных комплексов, пишет Datacenter Dynamics. В основе разработки лежат цеолиты, которые функционируют как «тепловые батареи». Работы ведутся с этими пористыми минералами, способными в сухом состоянии интенсивно адсорбировать пары воды. При значительном нагреве цеолит высвобождает накопленную влагу.
Процесс сушки минерала может осуществляться непосредственно на фабриках с использованием низкопотенциального бросового тепла (до 200°C). Таким образом происходит «зарядка» цеолитового аккумулятора: он освобождается от воды и подготавливается к следующему циклу поглощения влаги уже в помещении дата-центра. По мнению учёных, этот подход способен вытеснить традиционные компрессорные чиллеры в системах охлаждения. Цеолиты — материал недорогой и хорошо изученный, он давно применяется в фильтрации воды, переработке нефти и других областях. Важно, что свои сорбционные качества минерал не утрачивает и может использоваться многократно.
Источник изображения: New York University
Специалисты провели сравнение новой цеолитовой системы с обычными схемами, использующими компрессорные чиллеры и градирни для отвода тепла. Анализ показал, что утилизация промышленного тепла для регенерации цеолита позволяет сократить общее электропотребление завода и ЦОД более чем на 75%. При этом сам дата-центр может снизить затраты электроэнергии на охлаждение до 86%. В итоге это приводит к улучшению показателя эффективности использования энергии (PUE) примерно на 12%.
Согласно данным, гибридная система охладительных установок расходует на 15–25 % больше воды, однако специалисты полагают, что общее водопотребление снижается, так как избыточное тепло направляется на «зарядку» тепловых накопителей вместо бесполезного рассеивания в воздухе. Даже учитывая затраты энергии на транспортировку тонн цеолитовых модулей, система во многих случаях демонстрирует энергоэффективность, достигая в отдельных сценариях экономии свыше 40 % при использовании электрогрузовиков. Применение железнодорожного транспорта для перевозок даёт дополнительный выигрыш в экономии.
Пока система существует лишь в виде компьютерной модели, и перед инженерами стоит ещё множество задач. Учёные отмечают, что необходимо разработать долговечные, высокоскоростные накопители, способные выдерживать многократные циклы зарядки и разрядки. Для слаженного взаимодействия между дата-центрами и производственными площадками потребуются новые подходы к организации бизнес-процессов. Университет уже сообщил о начале переговоров с рядом ведущих компаний для возможного внедрения технологии в промышленных масштабах.
Как показывают исследования Калифорнийского университета в Риверсайде, без внедрения инновационных решений к 2030 году в дни пиковой нагрузки американских ЦОД может потребоваться дополнительно от 2,6 до 5,49 млн м3 воды. Для наглядности: суточное потребление Нью-Йорка составляет примерно 3,8 млн м3. Параллельно другие организации также ведут разработки альтернативных методов охлаждения. Например, Karman Industries представила систему для охлаждения ИИ-инфраструктуры в дата-центрах, использующую углекислый газ.
Источник: