Novas soluções em gerenciamento térmico 

Além do método de refrigeração por ar, há um novo conceito disponível: a refrigeração líquida dos racks 

Devido as propriedades intrínsecas do sistema, a refrigeração líquida com água, como um meio de transferência de calor, possui uma performance muito melhor. A água pode transportar 3500 vezes mais calor por unidade de volume que o ar. Um fio fino de água dissipa muito mais calor que o ar de toda uma sala; ao invés de 325 m/h de ar, é necessário somente 90 l/h de água para se transferir 1 kW com uma diferença de temperatura de 10 K. Para 1 MW, um cano de aproximadamente 125 mm de diâmetro é suficiente. 

Enormes cargas de calor podem ser dissipadas de modo rápido e seguro com a refrigeração líquida. 

Usar a água como um meio de refrigeração em um ambiente de condutores elétricos é, no entanto, algo problemático. Vazamentos podem causar curto-circuitos, que podem causar paradas nos servidores e, em casos extremos, sérios danos ao servidor. Cada solução de refrigeração que carrega água muito próximo ao servidor deve garantir 100% de segurança e confiabilidade em caso de vazamentos. Isso é alcançado com uma cuidadosa escolha de componentes robustos e certificados, com o armazenamento das conexões em áreas seguras, com o monitoramento dos parâmetros das operações informativas e com a operação redundante de todos os componentes relevantes. 

Com os racks refrigerados à água, o calor da CPU é removido, como nos sistemas convencionais, através de ar frio. Este rack pode ser totalmente equipado com componentes 19" convencionais. Ao invés de dissipar o ar aquecido pela sala, o meio de refrigeração é refrigerado dentro do rack servidor pelo trocador de calor ar-água. O sistema de água fria da infra-estrutura do edifício carrega a carga de calor e a dissipa. O ar refrigerado no trocador de calor é usado novamente na refrigeração de circulação fechada da CPU. O aspecto especialmente vantajoso desta solução é que os enormes componentes para o transporte de ar podem agora ser dispensados. Não existem perigos aos componentes elétricos, placas de circuito impresso e chips, pois só o ar refrigerado alcança os componentes. No entanto, a transferência da carga de calor do dissipador refrigerado à ar no computador para o meio de refrigeração representa uma barreira técnica. As perdas de energia do processador de mais de 100 watts dificilmente podem ser eficientemente liberadas com um dissipador de calor. 

O conceito de refrigeração de rack é atualmente a melhor alternativa para desviar altas cargas de calor para longe de computadores de alta-performance. Gerações futuras de CPU com maiores perdas de energia devem ser operados com os mais eficientes, mas também mais caros, sistemas de refrigeração direta da CPU.

As atuais Soluções para a refrigeração de racks 

Com este novo sistema de refrigeração, a Knürr é o primeiro fabricante a oferecer uma solução prática para 12000 watts por rack. A energia pode ser aumentada para um nível de até 20.000 watts. Como um sistema de refrigeração ar-água, essa solução usa o ar para refrigerar o meio na CPU e no rack; a água é usada para levar a carga embora. O trocador de calor integrado ao rack retira a energia térmica do ar refrigerado e a transfere ao sistema de água fria da infra-estrutura do edifício. O rack é projetado de acordo com a classificação de proteção IP 54 e funciona como um sistema fechado. A alta eficiência na refrigeração e o baixo nível de ruídos são características importantes desse sistema. 

Para ser capaz de transportar altas cargas de calor de 300 watts ou mais por unidade de altura, necessita-se de um sistema de transferência de calor bem planejado. Dutos de ar trazem ar frio do trocador de calor para a frente da entrada de ar fresco do servidor. Dentro do computador, esse ar carrega a carga de calor do processador e a joga na traseira do servidor. Dois ventiladores redundantes sugam o ar aquecido que está sendo refrigerado e o desvia através de dutos de ar para dentro do trocador de calor no localizado na base do rack. No trocador de calor, a carga de calor é transferida do ar que está sendo refrigerado para o sistema de água fria do edifício. Então, o ar refrigerado está novamente pronto para ser o meio da circulação de refrigeração. Um sistema integrado de monitoramento nesse momento faz com que o ar que está sendo refrigerado atinja a temperatura correta, que, dependendo da construção, pode ser de 14 a 20 graus Celsius no lado frio. No lado quente, a temperatura interna do rack pode chegar em 30 a 35 graus Celsius. Para proteger corretamente os componentes contra a umidade, o sistema possui um condensador integrado para absorver a umidade. Os motores dos ventiladores geram uma velocidade regulada, dependendo da necessidade, de mais de 2000 metros cúbicos de ar frio por hora. Consequentemente, pode-se com segurança transferir 10000 watts ou mais de carga de calor. 

O rack refrigerado a água da Knürr possui uma altura de 2200mm e uma altura de instalação de 37 Us para componentes padrão de 19", mesmo com o equipamento de refrigeração totalmente instalado. A largura é de 700 mm; e a profundidade de 1200 mm. Os racks podem ser abastecidos pelos mesmos sistemas para refrigeração da água e de distribuição do modo como são usados hoje em dia, com maior capacidade de refrigeração para prover os dispositivos refrigeradores (unidades usadas nas salas) nas centrais de computadores 

Com essa nova tecnologia de refrigeração, o problema do aquecimento na central de computadores é resolvido. Servidores de alta densidade e racks de servidores com uma carga de calor de 15 kW/rack e 5 kW/m ou mais podem ser operados de modo confiável e seguro sem nenhuma restrição à densidade de ocupação de rack e de superfície. Com centrais de computadores refrigerados a ar, o espaço ganho com a diminuição no tamanho dos servidores é rapidamente perdido devido às restrições quanto a capacidade insuficiente de refrigeração da sala. Sistemas de racks de refrigeração líquida permitem uma melhor utilização da sala, com ocupação de 100%. As conseqüências imediatas são uma impressionante economia de custos e de espaço na sala. O sistema é totalmente escalonável, e também é possível fazer retrofitting de antigas centrais de computadores, sem maiores requerimentos.