Охлаждение дата центров

На сегодняшний день кондиционирование ЦОД чаще всего осуществляется в соответствии с американским стандартом TIA942 и рекомендациями профильного американского сообщества ASHRAE. Основными задачами системы кондиционирования дата-центров является поддержание оптимального температурно-влажностного режима внутри серверной или непосредственно самих стоек.

Центры обработки данных (ЦОД) продуцируют большие объемы тепла. В частности, компьютер и системы хранения преобразовывают в него не менее 90 % входной мощности. По этой причине ЦОДы необходимо качественно и своевременно охлаждать, в противном случае оборудование может просто выйти из строя.

Охлаждение дата-центров — трудоемкая задача, реализация которой находится в компетенции специалистов области вентиляции и кондиционирования (ОВК). Повышенное теплообразование как итог обработки данных блейд-сервером и множества прочих операций, производимых системой, способно увеличить плотность теплопотока в ЦОД до критических показателей, таких как, например, 35 кВт, приходящихся на одну стойку.

Способы кондиционирования серверных

Охлаждение дата-центров осуществляется при помощи различных систем:

• Прецизионный кондиционер с системой охлаждения прямого испарения. Данную систему отличает высокая надежность и относительно низкая цена по отношению к альтернативным системам. При этом конденсатор может быть как воздушного охлаждения и располагаться традиционно на улице, так и жидкостного охлаждения и использоваться совместно с драйкулером.
• Прецизионный кондиционер с системой жидкостного охлаждения. Данную систему отличает высокая надежность и более широкие возможности по ее использованию (длина трасс и перепад высот). В этом случае, теплоноситель поступает от холодильной машины (чиллера).
• Прецизионный кондиционер с системой сдвоенного охлаждения: жидкостного охлаждения и прямого испарения. Данную систему отличает еще более высокий класс надежности за счет того, что одна система страхует (дублирует) другую или дополняет ее в моменты пиковых нагрузок.
• Прецизионный кондиционер с системой свободного охлаждения. Данную систему отличает высокая эффективность и экономичность. В теплый период года работает система охлаждения прямого испарения со встроенным конденсатором жидкостного охлаждения, а в холодный период охлаждающая жидкость подается от драйкулера непосредственно в дополнительный теплообменник охладителя.
• Межстоечные (межрядные) прецизионные кондиционеры с системой охлаждения прямого испарения или жидкостного охлаждения. Данную систему отличает компактность конструкции и высокая эффективность за счет того, что агрегаты устанавливаются между серверными стойками и охлаждают непосредственно сами стойки. Минусом этой системы является ограниченный набор функций агрегатов. При этом, данное решение позволяет разместить большое количество оборудования на ограниченной площади.
• Прецизионный кондиционер с системой жидкостного охлаждения и аккумуляции холода. Данную систему отличает высокая надежность и более низкая стоимость по сравнению с традиционными системами резервирования. Аккумулятор холода накапливает тепловую энергию в моменты низкой нагрузки и отдает ее в систему в моменты пиковых нагрузок. Он также может эффективно использоваться в режиме работы день/ночь. В ночное время аккумуляторы «заряжаются» по ночному тарифу, а в дневное – отдают тепловую энергию в систему.

Особенности охлаждения дата-центров прецизионными кондиционерами

Прецизионные кондиционеры для серверных (CRAC) обеспечивают эффективную циркуляцию холодных воздушных потоков и оптимальный уровень влажности.

Кондиционеры CRAC устанавливаются на плиточный фальшпол с антистатическими свойствами. Холодный воздух перемещается в пространстве между полом и фальшполом, что обеспечивает эффективный контроль над смешиванием холодных и горячих воздушных потоков и беспрепятственное охлаждение любого уголка ЦОД. В пространстве фальшпола необходимо установить несколько заграждений, а кабельную сетку заключить в канал, с целью исключить незапланированное торможение потоков холодного воздуха.

Кондиционеры CRAC последнего поколения оборудованы специальными холодильными контурами с холодной водой. Горячие воздушные потоки проходят через охлажденную батарею теплообменника, при этом остывая. Следует следить за температурой холодильного контура: если она будет чрезмерно низкой, начнет образовываться конденсат. Оптимальной считается температура в диапазоне +7,2 °…+11,1 °C. Величина выбирается в зависимости от времени года и температуры окружающей среды.

Немаловажным является и размер холодильного контура. Неподходящий по этому параметру холодильный контур не сможет перемещать достаточное количество воды, чтобы она успевала своевременно и достаточно охлаждаться. Кроме того, при слишком быстром движении воды теплообменник не успеет охладиться до нужной температуры — проблему решит высокотехнологичный водяной насос, с помощью которого можно регулировать быстроту расхода воды.

При необходимости в замене элементов прецизионного кондиционера может потребоваться резервный холодильный контур, который хоть и является дополнительной статьей расходов, но позволит произвести быстрое и своевременное техобслуживание без ущерба для работы ЦОД.