Исследователи из Нью-Йоркского университета создали инновационную охлаждающую систему, основанную на свойствах минералов. Как пишет Datacenter Dynamics, избыточное тепло производств теперь можно направлять на охлаждение центров обработки данных. В основе технологии лежат цеолиты, которые в ходе экспериментов проявили себя как эффективные «тепловые батареи». Эти минералы обладают микроскопическими порами и в обезвоженном состоянии интенсивно адсорбируют пары воды. При сильном нагреве цеолит высвобождает накопленную влагу.
Процесс сушки цеолита может осуществляться непосредственно на промышленных объектах, используя так называемое бросовое тепло с температурой до 200 °C. Это «заряжает» тепловой аккумулятор, удаляя из него воду и подготавливая к последующему поглощению влаги уже в ЦОД. По словам учёных, данный подход способен заменить компрессорные чиллеры, традиционно применяемые для охлаждения серверных. Цеолиты уже много лет используются в водоочистке, нефтехимии и других областях, отличаясь доступной стоимостью. Важно, что их свойства со временем не деградируют, и они сохраняют способность к поглощению воды.
Источник изображения: New York University
Специалисты провели сравнение цеолитовых тепловых аккумуляторов с обычными системами, использующими компрессорные чиллеры и градирни для отвода тепла. Анализ показал, что применение промышленного тепла для регенерации цеолита позволяет сократить общее электропотребление завода и ЦОД более чем на 75%. При этом сам дата-центр может снизить энергозатраты на охлаждение до 86%. В итоге, коэффициент эффективности использования энергии (PUE) улучшается примерно на 12%.
По данным исследований, гибридная система охладительных установок расходует на 15–25 % больше воды, однако специалисты полагают, что общее водопотребление снижается, так как избыточное тепло направляется на «заправку» тепловых накопителей вместо бесполезного рассеивания в воздухе. Даже с учётом энергозатрат на транспортировку многотонных цеолитовых модулей, система демонстрирует энергоэффективность в различных условиях, достигая в отдельных случаях экономии свыше 40 % при задействовании электрогрузовиков. Применение железнодорожных перевозок даёт дополнительный выигрыш в ресурсах.
Пока система существует лишь в виде компьютерной модели, и перед внедрением предстоит устранить ряд технических сложностей. Учёные отмечают, что требуется разработать высокоскоростные, износостойкие аккумуляторы, способные выдерживать многократные циклы зарядки и разрядки. Для слаженного взаимодействия дата-центров и производственных площадок необходимо выстроить новые форматы партнёрства. Университет уже сообщил о начале консультаций с рядом ведущих компаний для потенциального расширения проекта.
Как показали 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 водопотребление Нью-Йорка составляет примерно 3,8 млн м3. Параллельно альтернативные методы охлаждения разрабатываются и другими организациями. Например, Karman Industries анонсировала систему охлаждения для ИИ-инфраструктуры дата-центров на основе углекислого газа.
Источник:
