Dasar perpindahan panas di datacenter

Listrik masuk, panas keluar

Hampir semua listrik yang dipakai perangkat IT berubah menjadi panas. Jadi rack 10 kW adalah pemanas 10 kW. Tugas sistem cooling bukan "membuat dingin", melainkan memindahkan panas dari chip ke luar gedung.

Tiga cara panas berpindah

• Konduksi: lewat benda padat, misalnya dari chip ke heatsink.
• Konveksi: dibawa oleh fluida yang bergerak (udara atau cairan). Ini mekanisme utama di datacenter.
• Radiasi: kecil perannya di sini.

Rumus yang paling berguna

Q = ṁ × cp × ΔT

Panas yang diangkut (Q) sama dengan laju massa fluida (ṁ) dikali kapasitas panas jenisnya (cp) dikali selisih suhu masuk dan keluar (ΔT).

Artinya, untuk membuang panas yang sama kamu punya dua tuas: alirkan lebih banyak, atau perbesar ΔT.

Versi praktis untuk udara: CFM ≈ 3,16 × watt ÷ ΔT(°F). Rack 10 kW dengan ΔT 11 °C (20 °F) butuh sekitar 1.580 CFM.

Mengapa cairan lebih unggul

Air menyimpan panas per volume ribuan kali lebih banyak daripada udara. Pipa kecil berisi air bisa mengangkut panas yang butuh saluran udara sangat besar. Inilah alasan rack berdaya tinggi beralih ke liquid cooling.

Rantai pembuangan panas

Panas biasanya berpindah lewat beberapa "loop": udara di ruangan → koil pendingin → air dingin → chiller → air kondensor atau udara luar. Setiap perpindahan butuh selisih suhu, dan setiap pompa, kipas, serta kompresor memakai energi. Semakin sedikit tahap dan semakin hangat suhu kerja yang masih aman, semakin efisien sistemnya.

Panas sensibel dan laten

• Sensibel: mengubah suhu udara. Beban IT hampir seluruhnya sensibel.
• Laten: mengubah kadar uap air (pengembunan atau penguapan). Unit pendingin yang koilnya terlalu dingin membuang energi untuk mengembunkan uap air yang tidak perlu.