Distributed Computing as a Source of Heat: The Design and Evaluation of a Computerized Heater

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2015-06-10
Department
Major/Subject
Tietoliikenneohjelmistot
Mcode
T3005
Degree programme
Tietotekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
68
Series
Abstract
Currently, ever growing amounts of electrical energy is consumed by computers and cooling systems in data centers around the world. This has led in to development of several concepts in which the heat output from the servers is extracted from the data centers and utilized as district heat. This raises the question: Could the computers be used in other ways to provide heat for households while performing useful calculations? For instance, could we use computers as replacement for electric heaters? In this work we expand the idea of reusing the wasted heat from the computers and explore its use as source of direct heat. While the basis for this concept is sound and there are already some experiments ongoing regarding this topic, there are also many unanswered questions regarding the feasibility, reliability and practicality of such approach. To try and answer some of these is the goal of this work and this is approached through designing, developing and testing of a computerized heater prototype. This work also evaluates the results and different approaches that could be taken with these devices and technology. Overall the results gained with the prototype are encouraging, showing us that computers can provide heat in controllable manner while at the same time performing useful calculations. The main issues with the computerized heaters were in the area of overall practicality and cost of these systems. Based on this several approaches that could improve both the practicality.

Alati kasvava määrä sähköä kulutetaan tietokonekeskusten tietokoneiden ja näiden jäähdytysratkaisuijen toimesta ympäri maailmaa. Pyrkimys näiden konesalien energiatehokkuuden kasvattamiseen on johtanut ratkaisuihin joissa tietokoneiden ja servereiden tuottama lämpö otetaan hyötykäyttöön esimerkiksi kaukolämmön muodossa. Kysymys kuuluu voisiko tietokoneiden tuottamaa hukkalämpöä hyödyntää myös muilla tavoin lämmön tuottamisessa? Esimerkiksi, voisiko tietokoneita soveltaa tavallisten sähkölämmittimien korvaajina vaikkapa kotitalouksissa? Tässä työssä tähän ajatukseen perehdytään tarkemmin tutkimalla tietokoneiden hukkalämmön hyödyntämistä ja sen käyttöä suoran lämmön lähteenä. Vaikkakin perusajatus on melko selkeä ja aiheesta on jo olemassa jonkin verran tutkimusta, sisältyy tähän lähestymistapaan silti paljon vastaamattomia kysymyksiä etenkin käyttökelpoisuuden ja käytännöllisyyden osalta. Tämä työ pyrkii vastaamaan näihin kysymyksiin tietokoneistetun lämmittimmen prototyypin suunnittelemisen, rakentamisen ja testaamisen kautta. Työssä myöskin arvioidaan prototyypistä saatujen kokemusten ja tulosten perusteella erilaisia lähestymistapoja tämän teknologian käyttöön ja jatkokehitykseen. Yleisesti ottaen, prototyypistä saadut tulokset olivat lupaavia ja osoittavat että tietokoneita voidaan soveltaa suoran lämmön tuottamiseen hallitusti sekä samalla hyödyntää näistä saatava laskentateho. Suurimmat ongelmat näissä laskevissa lämmittimissä kohdistuvat toteutuksen yleiseen käytännöllisyyteen ja kustannuksiin. Tältä pohjalta esitetään työssä erilaisia lähestymistapoja jotka keskittyvät näiden osa-aluiden parantamiseen jatkossa.
Description
Supervisor
Nurminen, Jukka
Thesis advisor
Niemi, Tapio
Keywords
computers, distributed computing, heating, electrichHeating, energy efficiency, computer heating
Other note
Citation