Ett rum med många servrar eller datorer blir snabbt varmt och för att de tekniska prylarna inte ska bli överhettade krävs det att det finns en bra kylning för systemen. Att kyla ner en vanlig persondator kräver inte lika mycket energi som en hel datorcentral men även en enda dator blir varm, vilket du säkert har märkt på din egen dator ibland.

[IMAGE=cnkvoocHKFMV.jpg]

Ett forskarteam från Rise SICS North bedriver forskning i Luleå på hur man kan minska energiåtgången när det gäller att kyla ner dataservrar och datacentraler. De har kommit på några fiffiga lösningar som i framtiden skulle kunna halvera energiåtgången för kylning av data. I en tid där el och energi är ett stort samtalsämne och miljötänket gör sig gällande är det viktigt att komma på lösningar även för tekniken, och inte bara för gemene mans villauppvärmning, stadens elnät eller för företagen.

Har du ett företag kanske du vill hitta en bra lokal, och din nästa lokal eller kontor kan du hitta med hjälp av Workaround som förmedlar kontor och lokaler. Surfa in på deras hemsida och ta en titt själv, du får dessutom hjälp med förhandling om hyra och utvärdering. Kan det bli enklare? Ska du ha lokalen till datacentral kan du dessutom behöva fundera på kylningen, så åter till den aktuella forskningen.

Använda självdrag

Vad forskarna har funderat över är om det går att kyla datorerna med hjälp av självdrag och en skorsten. Detta innebär att servrarna byggs ovanpå varandra och i en cirkel så att de skapar varm luft inuti cirkeln, bakom sig. Denna luft kommer att stiga upp genom skorstenen och vidare bort och det skapas då ett undertryck i rummet som kommer att suga in svalare luft i mekaniken som då kyls.

Ett krux med detta är att det tar en stund innan servrarna blir tillräckligt varma för att kunna producera värme som är tillräckligt varm för att luften ska stiga, och under tiden behövs kylfläktar som ändå kyler mekaniken. Det pågår även funderingar kring hur den varma luften ska kunna återanvändas, eller i alla fall värmen i luften. Det finns ventilationssystem med värmeåtervinning, och detta är något som forskarna tittar på för att kunna lösa biten med serverkylningen.

Energimyndigheten har gått in och sponsrat forskningsprojektet med över 3 miljoner kronor och förhoppningen är att det i framtiden ska gå att minimera kylningen med kylfläktarna och på det viset spara både pengar och energi.

Redan idag finns det flera exempel på spillvärme från datacentraler som kopplas in i fjärrvärmenätet men visionen är att kunna använda värmeåtervinningen till mer än det. Luften är ungefär 35 grader varm så den hade fungerat bra i växthus eller på andra ställen som behöver en högre temperatur. Vi får se vad framtiden har i beredskap, men en sak är säker. Datorvärlden har bara sett början ännu…

Många tillverkare av processorer, grafikkort och andra viktiga datordelar tillverkar också färdigbyggda vattenkylningssystem för dessa komponenter. Det finns också företag som är särskilt inriktade på att skapa tillbehör såsom kylsystem snarare än egna datorkomponenter som tillhandahåller färdigbyggda system. Är det värt investeringen att skaffa ett färdigbyggt eller bygga ditt eget vattenkylningssystem från ett kit eller kanske separata delar?

Mestadels handlar det om hur mycket arbete du vill lägga ner på projektet och hur mycket kustomisering du vill göra, men färdigbyggda processorkylare är vanligtvis något billigare. De färdigbyggda systemen handlar mestadels om processorkylning och har mycket lite möjlighet till självuttryck, om man inte räknar med deras frekvent närvarande RGB-funktioner. Om du bygger ihop ditt eget system har du friheten att välja att även kyla andra komponenter såsom grafikkortet genom samma kylningskrets, och även vilken färg du vill ha på kylvattnet. Monteringen av ett färdigt system är mycket enklare och kräver i stort sett samma kompetens som att installera ett luftkylningssystem, medan ett kit eller separata delar kräver mer arbete. Ett kit inkluderar ofta redan en radiator och reservoar, medan redan slutna system inte ger utrymme för lika mycket vatten att cirkulera.

Det beror alltså på vilken kylkapacitet din dator kräver, hur mycket frihet du vill ha med layouten och din motivation till bygget.

I filmens värld är inspelningsplatser minst lika viktiga som karaktärerna för att handlingen ska lyfta. Miljöerna och framför allt lokalerna har förmågan att skapa fantastiska utrymmen som aldrig tidigare skådats samtidigt som de på ett mycket kusligt sätt kan spegla starka känslor som fruktan, rädsla och spänning. Framför allt industrilokaler är populära bland filmregissörer, inte minst när det gäller skräck och science fiction-genren. Helst ska lokalerna vara övergivna och ju mer slitna desto bättre. Den som istället vill renovera upp en gammal industrilokal till ett fantastiskt boende hittar prisvärda fönster hos Nettofönster på https://nettofonster.se/ samt dörrar i olika utföranden. I denna artikel ska vi titta närmare på industrilokaler i ett antal välkända filmer.

Industrikomplex

Stora varuhus, metallfabriker, sågverk, laboratorier, kärnkraftverk, sjukhus, tvätterier och slakterier får nytt liv i filmens värld och blir skådeplats för skrämmande upplevelser såväl som futuristiska landskap. Dessa kulisser kan med hjälp av ljussättning skapa en atmosfär som förstärker filmens budskap. Skuggorna, spindelnäten, de övergivna och kalla stålytorna, smutsiga kakelväggar och gamla industrifläktar bygger tillsammans med handlingen upp en känsla som kan stanna kvar hos tittaren långt efter att filmen tagit slut.

Flugan

Filmen Flugan från 1986 är ett ypperligt exempel på hur ett laboratorium används för att experimentera med teleportering. Forskaren Seth Brundle är en smått galen vetenskapsman som håller på att ta fram en maskin för att förflytta levande materia. På fyllan tycker han att det är en god idé att använda sig själv som försöksobjekt. Han hade dock inte räknat med att en fluga råkade befinna sig i maskinen samtidigt som han tryckte på knappen. Flugans DNA blandas med hans egen och experimentet tar en illavarslande vändning när han sakta börjar förvandlas till en fluga. Han klättrar runt på väggarna i det stora laboratoriet medan kroppen sakta förändras.

Resident Evil

Den populära filmserien Resident Evil utspelar sig i en värld där det stora läkemedelsföretaget Capcom har spridit ett virus som får alla som kommer i kontakt med det att förvandlas till människoätande zombies. Miljöerna utspelar sig till största del i gamla laboratorium och övergivna kontorsbyggnader samt på stora sjukhus. Den dystopiska tonen genom hela filmserien är ständigt närvarande när huvudkaraktären Alice, som spelas av Milla Jovovich, försöker hitta ett botemedel och ställa företaget till svars. Miljöerna är mycket läskiga och återspeglar landskap och platser ur de populära tv-spelen med samma namn. De sex filmerna i serien släpptes mellan 2004 och 2016.

Robocop

Filmen Robocop spelades in för första gången 1987 och är själva sinnebilden för industrialisering och science fiction. Genom hela filmen visas otaliga scener i industrikomplex och själva slutscenen i ett övergivet stålverk får publiken att bita på naglarna av nervositet. Slutscenen filmades i ett riktigt stålverk som hade lagts ner några år tidigare i Pittsburgh i USA.

Varför kylning?

Många saker i världen behöver kylas av olika anledningar. Ibland har material och ämnen egenskaper som fungerar bäst i vissa temperaturintervaller, och därför krävs kylning av materialet för att få optimala resultat. Det kan vara kylning av ångan i ett kraftverk genom en värmeväxlare eller elektronisk utrustning som kyls med flänsar och fläktar. Luftkylning är i sig vanligt, men mycket mindre effektivt än vattenkylning. Om exempelvis datorutrustning inte har tillräcklig kylning för sin kapacitet kan det skada komponenterna och göra dem oanvändbara, därför är kylningen en viktig del av att planera exempelvis ett datorbygge.

Vatten

Vatten är både grundläggande för allt liv och har intressanta fysikaliska egenskaper. Vätskan har som högst densitet vid 4 grader Celsius och temperaturer både under och över detta har lägre täthet. De flesta känner till att vatten kokar vid 100 grader Celsius under normala tryckförhållanden, men färre känner till hur hög värmekapacitet vatten har. Värmekapacitet innebär hur mycket ett ämne måste hettas upp för att ändra fas, alltså gå från vätska till gas, solid till flytande eller tvärtom. Dess höga värmekapacitet innebär att det krävs mycket energi för att värma upp vatten, vilket i sin tur innebär att det blir ett mycket effektivt kylmedel då det tar värme från ett annat material och denna kan ledas bort genom cirkulation och värmeväxling. Detta är hela den grundläggande filosofin bakom vattenkylning.

Värmeväxlare

Eftersom vi befinner oss i en atmosfär som består av de olika gaserna som utgör luft finns det utmaningar med vattenkylning. Vattnet måste ledas mot en kontaktyta som effektivt överför värmeenergin till vattnet som cirkuleras i slangar, men för att kylningen ska fungera optimalt måste vattnet också kunna göra sig av med denna energi. Detta sker vanligtvis till den omgivande luften. Kontaktytan som värmen leds bort ifrån är mycket mindre än den där vattnet kyls ner igen, vilket sker genom luftcirkulation. Detta är också basen till hur ett kylskåp fungerar, men i dem används olika gaser istället för vatten, eftersom tryckförändringar av en gas skapar temperaturförändringar och därför kan “skapa” kyla. En komponent som är vattenkyld blir aldrig svalare än den omgivande luften för vattnets värmeväxlare.

Termisk konduktivitet

Ett materials förmåga att jämna ut temperatur kallas bland annat för termisk konduktivitet. Vakuum har en mycket dålig termisk konduktivitet, och är alltså isolerande, medan silver har mycket bra både elektrisk och termisk konduktivitet. Denna egenskap är en nyckelfaktor för effektiv kylning, eftersom det möjliggör ledning av värmeenergi från ett material till ett annat. Till exempel är ett datachip tillverkat av kisel inte särskilt bra på att leda bort värmeenergi, men med silverpasta som ett lager mellan chippet och exempelvis en kylfläns av metall kan värmeenergin som chippet genererar snabbt ledas till kylflänsen och det resterande kylsystemet och man kan därmed undvika skador på elektroniken.

En vattenkylare fungerar genom att ha ett slutet system av slangar där vatten cirkulerar och för bort överskottsvärme. Materialvalen är mycket viktiga, då det ofta handlar om att kyla elektronik, som man definitivt inte vill utsätta för potentiella vätskeläckage. Även kombinationen av vilka material som är värmeledande och vilka som är isolerande är viktigt. Några system har också vattenreservoarer medan andra inte har detta, det varierar mellan olika tillverkare och modeller av vattenkylningssystem.

Processor

En processor består av en kombination av halvledare såsom kisel och elektriskt högkonduktiva metaller och är det datorchip som utför majoriteten av alla beräkningar som en dator kräver för att fungera. Den är därför den datorkomponent som blir varmast och därmed också behöver effektivast kylning. En processors temperatur behöver hållas inom ett visst intervall för optimal funktion och därför är det bäst om kylsystemet har en funktion för att känna av komponentens temperatur så att det automatiskt kan justera fläkt- och pumphastigheterna. Det finns också komponenter för vattenkylning av grafikkort.

Kontakten med processorn

Första fasen av vattenkylning av en dator är att överföra värmeenergin från processorn till vattnet i kylsystemet. Detta görs genom att först applicera kylpasta för att skapa tät kontakt mellan processorn och den kontaktplatta som är fäst till kylsystemets slangar. Denna platta består av metall, ofta koppar eftersom denna är en relativt billig metall med hög värmekonduktivitet, som är i direkt kontakt med vattnet inuti kylsystemet och därigenom överför värmen från processorn till vattnet.

Kylfläktarnas roll

Nästa steg är att cirkulera vattnet och leda det genom ytterligare en värmeväxlare så att värmeenergin kan överföras till kringluften. Detta sker ofta genom tunna slangar, eller en radiator, monterade på baksidan av en serie fläktar. Slangens skillnad i tjocklek mellan när den går mellan processorn och fläktarna där vattnet kyls gör så att mer “yta” exponeras för luftströmmen som fläktarna skapar och därför kyls någorlunda effektivt (för att vara luftkylning). Materialet som de tunnare slangarna består av bör också vara effektivt värmeledande för att optimera kylningseffekten.

Reservoar eller ej

Det kylda vattnet kan sedan antingen ledas till en reservoar eller cirkuleras tillbaka direkt till processorn, beroende på systemets design. En reservoar kan hjälpa till att reducera mängden luft i kylsystemet när det installeras och utgör också lite av en buffert då det finns mer kylt vatten tillgängligt vid värmespikar i systemet som kan ske vid högintensiva processer. Färdigmonterade vattenkylningssystem saknar ofta reservoar eftersom de redan i fabriken kan göras helt luftfria.