サンディア国立研究所、新冷却方式で50万ガロンの水を節約

Oliver Peckham

スーパーコンピューターシステムの新しい冷却方法が、文字通り熱を帯びてきている。国立再生可能エネルギー研究所（NREL）のデータセンターで数百ガロンの節水が可能となった後、この「サーモサイフォン冷却」と呼ばれる革新的なアプローチがニューメキシコ州アルバカーキのサンディア国立研究所に設置された。そのサンディアは、サーモサイフォンの冷却により、最初の6か月間ですでに50万ガロン以上の水を節約したと発表した。

サーモサイフォン冷却は、データセンターで生成された熱を、液体冷媒を含む外殻で囲まれたパイプに流し込むことで機能する。パイプが熱くなると、熱が冷媒を蒸発させ、冷却室に上昇し、そこで凝縮して液体に戻る。この方法は、水とエネルギー面において多くの場合高価である蒸発冷却塔の必要性を劇的に削減させる。ただし、大気温度が冷媒の温度よりも高い場合、熱伝達は間違った方法で動作し、機械式チラーがバックアップ手段として利用される。

NRELでは、コロラド州ゴールデンのデータセンターにサーモサイフォン冷却を導入している間、1年間で115万ガロンの節水に成功した。この方法を開発してNRELに導入したサンディア国立研究所のインフラストラクチャコンピューティングサービスのプロジェクトリーダーであるDavid J. Martinezに対し、連邦政府のエネルギーおよび水効率への貢献者を表彰する2018年エネルギー省の連邦エネルギーおよび水資源管理賞を受賞した。

NRELでの実装が成功した後、2019年にサーモサイフォン冷却ユニットがサンディア国立研究所に設置された。サーモサイフォン冷却は、運用開始後6か月間で554,000ガロンの水を節約し、195,000キロワット時以上の電力を節約した。サンディア国立研究所のある日当たりの良いニューメキシコでは、環境温度が高すぎる夏の日中を除き、サーモサイフォンによる冷却が年間を通じて可能である。

1台あたり200,000ドルというサンディアは、特に熱サイフォンクーラーの回収期間が約10年であるため、比較的慎重だ。

サーモサイフォンクーラーは1ユニットあたり200,000ドルで、特に、回収期間は約10年であるため、サンディア国立研究所は比較的慎重である。今のところ、サンディア国立研究所では1台のサーモサイフォン冷却ユニットを使用しているが、すでに2台を購入しており、4台目の購入も検討中である。4ユニットになると、年間約65,000ドルのコスト削減と、年間1,700万ガロンの節水と、影響はとても大きい。

「私たちはシステムをテストしています。なぜなら、それが国立研究所の仕事だからです。私たちが最初に試行錯誤を繰り返すのです」と Martinez は述べた。「私たちの成功を見れば、他の人がついて来るかもしれません。」

ヘッダー画像：サンディア国立研究所のスーパーコンピューターセンターの屋上にあるサーモサイフォンクーラーは、エンジニアリングプロジェクトリーダーのDavid J. Martinezによって検査されている。サンディア国立研究所を通じてRandy Montoyaによる画像提供。