ЭФ-Погружное ПК-1

Концепция

Из всех существующих способов охлаждения вычислительной техники (воздушное, двери с подводом воды, жидкостное контактное и так далее) самым простым в реализации является погружное охлаждения. Принцип прост: необходимо погрузить вычислительные модули в диэлектрическую жидкость, которая, циркулируя, будет отводить тепло.

При таком способе получается, что абсолютно все компоненты сервера охлаждаются жидкостью и имеют низкую температуру. Данный подход имеет массу преимуществ, о которых можно узнать в разделе погружное охлаждение.

В нашей концепции мы реализуем охлаждение стандартного вычислительного оборудования методом погружения в один общий контейнер.

Контейнер

Контейнер для погружения представляет собой ёмкость, в которой располагается стойка для установки серверов. Стойка расположена горизонтально, таким образом, сервера в неё погружаются вертикально коммутационной  панелью наверх. По трубам в контейнер подводится охлажденный теплоноситель и отводится горячий. Холодный теплоноситель распределяется по всей длине контейнера, таким образом, обеспечивается подвод охлажденного диэлектрика к каждому вычислительному узлу снизу и исключаются большие области застоя теплоносителя. За счет подпора холодного теплоносителя и естественной конвекции нагревающийся теплоноситель поднимается вверх и выводится через трубу расположенную в верхней части контейнера, предназначенную для отвода нагретого диэлектрика.

Контейнер имеет открывающуюся крышку для обслуживания техники, ввод кабелей так же осуществляется через верх.

Емкость может изготавливаться любого размера, в зависимости от пожеланий заказчика.

Обслуживание

Обслуживание вычислительных модулей, либо другого оборудования, помещённого в диэлектрический теплоноситель, производится после извлечения аппаратуры из контейнера с теплоносителем. На верхней части контейнера расположены два рейлинга для размещения сервера после извлечения.

При желании, используя специальную транспортную тележку, можно перевезти вычислительный модуль в специально оборудованную сервисную зону.

Для извлечения оборудования возможна комплектация специальными подъемными механизмами.

Инфраструктура

Один или несколько таких контейнеров с оборудованием подключаются к теплообменному узлу. Данный блок содержит в себе насосы, обеспечивающие циркуляцию диэлектрика до контейнеров, фильтры для очистки теплоносителя от инородных частиц, и теплообменников по типу «масло-вода». Используемый теплообменник обеспечивает передачу тепла от диэлектрического теплоносителя к воде для последующей утилизации отведенного тепла. Данный теплообменник применяется для снижения объемов используемого теплоносителя и минимизации расходов при его покупке.

Для обеспечения бесперебойной работы системы в случае выхода из строя или обслуживании компонентов инфраструктуры, критичные для функционирования элементы задублированы.

Блок контроля

Блок контроля работоспособности системы располагается в корпусе теплообменного узла. Посредством датчиков данный блок осуществляет контроль работоспособности системы. В различных точках контура циркуляции диэлектрического и водяного теплоносителей определяются следующие параметры:

  • давление
  • температура
  • скорость потока
  • наличие протечек

Получая информацию, блок контролирует работоспособность насосов и эффективность работы теплообменников.

В автоматическом режиме блок контроля может вносить корректировки в процессы циркуляции, отправляя соответствующие уведомления оператору системы.

При возникновении аварийных ситуаций работа системы будет остановлена, и подана команда на остановку вычислительных устройств с соответствующим уведомлением дежурного оператора.

Подготовка к погружению

Для погружения в жидкий диэлектрик серверного оборудования, созданного для воздушного охлаждения, потребуется провести следующие работы:

  • замена всех термоинтерфейсов на плате (на процессорах, чипсетах и т.д.)
  • герметизация, либо замена термоинтерфейсов под верхней крышкой процессора (в некоторых модификациях она устанавливается на термопасту)
  • удаление все механические устройства (вентиляторы и HDD)
  • адаптация блока питания к работе в жидкой среде