W czerwcu pisaliśmy o zastosowaniu chłodzenia KyotoCooling w centrum przetwarzania danych w Wilnie. Rozwiązanie to przyczyniło się do dużych oszczędności energii elektrycznej. Sama informacja, o ile ciekawa z powodu oszczędności tego typu chłodzenia, nie wyjasniała skąd bierze się taki wynik. Na czym więc polega rewolucyjność tego rozwiązania?


KyotoCooling jest systemem chłodniczym opartym na chłodzeniu powietrzem. By osiągnąć jak najlepszy wynik, należy nie dopuścić do zbyt dużej różnicy ciśnień. Podstawowe prawa fizyki pozwalają stwierdzić, że cieplejsze powietrze będzie miało większe ciśnienie. Co za tym idzie, w całym procesie dojdzie do wymieszania się zimnych mas powietrza, z tymi pochodzącymi z ochłodzonego już sprzętu IT. Może się to wydawać wbrew zasadzie, że ciepłe powietrze „idzie do góry”. Jest to połowicznie prawdą. W takim przypadku faktycznie, duża część „przechodzi” w górne rejony komina, ale obserwujemy również zjawisko dyfuzji – dąży ono do wyrównania tej różnicy, jednak jest to proces nieuporządkowany, obniżający sprawność chłodzenia. Co w takim razie należy zrobić? Powinno się zminimalizować różnice pomiędzy tymi strumieniami za pomocą regulowanego procesu. Powoduje to brak występowania „nadstrumieni” – wydmuchiwane powietrze nie tworzy wirów. W celu przeciwdziałania powstania lokalnych wirów w KyotoCooling używa się również wolnoobrotowych wentylatorów.

Zasada działania KyotoCooling
KyotoCooling od kuchni

1. Filtr powietrza z zewnątrz
2. Wentylatory podtrzymujące ruch strumienia powietrza
3. Obracający się wymiennik ciepła by ochłodzić powietrze wracające z urządzeń do temperatury powietrza z zewnątrz
4. nawilżacz i kanał podgrzewający powietrze z zewnątrz
5. Kondensator i zasuwa chroniąca przed przegrzaniem powietrza z zewnątrz.
7. Przepustnica blokująca obieg
8. Kontrola jednostki
9. Wentylatory regulujące obieg w pomieszczeniu z urządzeniami
10. Filtr powietrza
11. Parownik
12. Chłodzenie za pomocą technologii Direct Expansion (DX)
13. Przepustnica awaryjna

Oczywiście niebezpiecznym zjawiskiem jest za mała ilość powietrza – to może powodować za małą wydajność systemu, a w konsekwencji przegrzewanie się urządzeń.
Jak wynika z powyższego opisu, efektywność KyotoCooling wynika z bardzo precyzyjnego systemu dostosowującego ilość powietrza. Urządzeniem sterującym całym procesem jest KyotoCell – producent tego rozwiązania uważa je za jedno z najbardziej wyrafinowanych rozwiązań w dziedzinie urządzeń sterujących w obecnym świecie. Każda ze sterowanych jednostek posiada osobny kontroler, co nie powoduje awarii całej jednostki i daje możliwość łatwego zlokalizowania usterki. System obsługujący oparty jest na Javie, bazuje na otwartym środowisku.
Większość podzespołów użytych w KyotoCooling to produkty największych firm, między innymi Emerson, HoneyWell, Weg, czy tez Bitzer.
Sam koncept KyotoCooling nie odkrywa Ameryki – bazuje na dobrze znanych prawach fizyki. Osiągnięcie takiej wysokiej efektywności jest efektem użycia wiedzy z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów. To wspaniały przykład na to, jak centra przetwarzania danych pracują na poprawienie własnej wydajności – obliczeniowa mechanika płynów pełnymi garściami czerpie z High Performance Computing.