Охлаждение, вентиляция и кондиционирование

Выбать оборудование!

 

Как правильно охлаждать Серверную и ЦОД

Для начала нужно понять, что мы охлаждаем, в чем специфика охлаждения вычислительной техники и каковы параметры и требования охлаждаемых объектов к системе кондиционирования. Поэтому начнем с мощности и расхода воздуха. Подход к охлаждению серверных комнат и ЦОД сильно отличается от принципов охлаждения офисных и жилых помещений и требует особого внимания. Обусловлено это тем, что серверная техника расположена компактно в серверных стойках, выделяет много тепла и имеет большой расход воздуха. Каждому серверу на каждый киловатт потребляемой им мощности требуется 85 литров воздуха в секунду с температурой 19 - 21 ⁰С. Таким образом, серверный шкаф мощностью 7 кВт будет требовать 2 142 кубических метра воздуха в час.

При такой охлаждающей мощности (7кВт) профессиональный офисный кондиционер будет иметь в лучшем случае расход воздуха 1 000 мᶾ в час, соответственно, чтобы отвести тепло от серверной стойки нам понадобится два таких кондиционера, а бытовых (домашних) четыре и более. Становится понятно, что означает фраза в маркетинговом описании внутрирядных кондиционеров компании APC by Schneider Electric «Тесно приближенный к ИТ нагрузке кондиционер» - его параметр расхода воздуха соответствует охлаждаемой мощности 85 л*кВт/с.

С номинальными параметрами мы разобрались и поняли, что нецелесообразно устанавливать кондиционеры, непредназначенные для Серверных и ЦОД, их потребуется больше и электроэнергии на охлаждение затратим больше и это еще не все.

Даже расстановка оборудования в ЦОД, серверных шкафов и стоек подчинена системе охлаждения, таким образом, чтобы максимально снизить возможность перемешивания горячего отработанного серверами воздуха и холодного воздуха от кондиционеров, для этого серверные шкафы расставляют таким образом, чтобы образовались холодные и горячие воздушные коридоры.

Подходы к охлаждению.

По принципу отведения тепла от серверных стоек используются, как правило, три основных подхода - это фальшпольное охлаждение, внутрирядное охлаждение (inRow cooling) и канальное кондиционирование. Каждое имеет свои преимущества и недостатки.

Фальшпольное охлаждение и фальшпольное охлаждение с системой контейнеризации холодного воздушного коридора. Данный тип имеет оптимальное соотношение цена/качество для серверных и ЦОД малого и среднего размера, требует установки фальшпола, позволяет изменять местоположение стоек, допускает перестановки оборудования в серверной. Позволяет отвести до 6 кВт тепла от каждой стойки. С использованием системы герметизации или изоляции холодных воздушных коридоров эффективность системы фальшпольного охлаждения поднимается в 2 – 2.5 раза в таком варианте система способна отвести до 15 кВт тепла на каждую серверную стойку за счет создания избыточного давления в холодном воздушном коридоре, а также устранения возможности перемешивания холодных и горячих потоков воздуха.

Канальное кондиционирование. При канальном кондиционировании подача холодного воздуха к вычислительной технике осуществляется через вентиляционные рукава, присоединенные к специальному канальному кондиционеру, забор горячего отработанного серверами воздуха также может осуществляться через вентканал. Данный вид системы кондиционирования предъявляет требования к высоте потолков, так как вентрукава монтируются в подпотолочном пространстве, при проектировании требует особого внимания к смежному проекту СКС и АГПТ во избежание коллизий на стадии монтажа. Как правило данную систему в последствии тяжело масштабировать.

Внутрирядное охлаждение (InRow Cooling). Кондиционеры типа InRow спроектированы специально для охлаждения серверных и ЦОД, отличаются от вышеописанных систем самым высоким КПД и более высокой ценой. Внутренние блоки внутрирядной системы охлаждения монтируются непосредственно в рядах серверных стоек в следствие чего охлаждающая система оказывается прямо у охлаждаемой нагрузки. Кондиционеру достаточно просто пропустить через себя воздух из горячего воздушного коридора в холодный воздушный коридор при этом охладив его. В данной системе относительно вышеперечисленных циркулирующий воздух совершает самый короткий путь, а значит на работу по перемещению воздуха затрачивается меньше энергии, а, как известно из физики, работа по перемещению газа очень неэффективна. Система охлаждения InRow очень удобна и практически незаменима при охлаждении высоконагруженных стоек и серверных шкафов, например, вычислительных кластеров. Система легко масштабируется, используя системы InRow Cooling можно со спокойной душой проектировать и строить ЦОД любого масштаба с прогнозируемыми параметрами охлаждения в любой заданной точке. Это лучшее решение для ЦОД на сегодняшний день.