Охлаждение серверной: Краткий экскурс в охлаждение серверных / Хабр

Краткий экскурс в охлаждение серверных / Хабр

В определенный момент некоторые предприятия дорастают до того состояния, когда их внутренние информационные системы перестают умещаться в одном серверном шкафу. Тогда руководителю IT-департамента предстоит взвесить все «за» и «против» и решить, строить или не строить серверную. Вариантов может быть несколько: от полного избавления от собственных мощностей и увода их в облака или колокейшн в большом ЦОДе, до строительства собственного мини- (или не очень мини) ЦОДа с блэкджеком.

Процесс расчетов, планирования и постройки серверной весьма ответственный и дорогостоящий. Вложится придется еще на стадии проекта, тут, кстати, можно сэкономить если все процедуры в серверной, от проектирования до строительства, будет производить один подрядчик. Естественное желание руководителя предприятия в такой ситуации — уложиться в минимально возможную сумму. И в штыки воспринимается любое удорожание проекта. В таких перепалках часто забывается, что, помимо строительства объекта, последует его содержание, которое при неправильном проектировании может оскуднить бюджет предприятия на еще одну несуществующую серверную по прошествии двух-трех лет.

Второй по величине потребитель ресурсов (в данном случае это электричество и расходники) в серверной — это система охлаждения. Ни для кого не новость, что “мощность” системы охлаждения серверной должна минимум совпадать, а в лучшем случае превышать на пару десятков процентов пиковую мощность всего оборудования установленного в серверной. О том, какие системы охлаждения бывают и как сэкономить на эксплуатации таких систем мы и поговорим в этой статье.

Классификация систем охлаждения помещений

Наиболее привычными для эксплуатации и понимания являются компрессорные кондиционеры. В них хладагент (в подавляющем большинстве случаев — фреон) переносит тепло от радиатора внутреннего блока во внешний, где рассеивает энергию в окружающую среду. Подробнее о принципе действия кондиционера можно прочитать

тут

. Затем идут жидкостные и комбинированные системы, в качестве основного хладагента используют воду или этиленгликоль, и выбор теплоносителя зависит не только от условий эксплуатации, а также от способа охлаждения. И самым эффективным решением, в определённых условиях, конечно, являются системы фрикулинга. Это исключительно прецизионные устройства, разрабатывающиеся почти с нуля в каждом конкретном случае.

Также стоит обратить внимание на классификацию по «формфактору». Тут условно можно разделить системы на два типа. Бытовые системы к которым мы все уже привыкли, обычно устанавливаются в офисах и квартирах, подвешиваясь на стены или потолок, но вполне могут служить системами охлаждения специализированных помещений. И прецизионные системы, куда можно отнести специализированные системы кондиционирования, и, конечно же, все фрикулинговые и жидкостные системы.

Внутри прецизионных систем есть систематизация по принципу действия и по способу доставки «холода» до «потребителей». И если с принципиальными отличиями все более менее ясно, то способов охладить непосредственно девайсы великое множество.

Среди классических общепринятых случаев можно выделить холодную комнату с установленными стойками, тут подойдут и бытовые кондиционеры. Классические варианты прецизионных решений- это устройства с рядными воздуховодами, с холодными и горячими коридорами, где стойки стоят рядами таким образом, чтобы забирать холодный воздух поступающий, например, из-под фальшпола. Они отдают нагретый воздух в коридоры, откуда он принудительно отводится. Также есть варианты с воздуховодами до каждой стойки, где воздух подается в каждую отдельно взятую стойку сверху или снизу и потом так же активно отбирается.

Неклассических решений чуть больше чем много. Надо ли говорить что все они прецизионные. Большинство решений это комбинации вышеназванных систем для повышения эффективности и сокращения затрат. Разброс тут — от индивидуальных кондиционеров на каждый серверный шкаф до жидкостного охлаждения каждого отдельного сервера или даже процессора. А так же стоит особо отметить системы с прямым контактом потребителя с жидкостью. В этом случае сервера полностью погружены в специальное масло. Масло это без запаха и абсолютно не проводит электричество. Жидкость постоянно циркулирует внутри бассейнов с оборудованием, и проходит через радиаторы охлаждения.

Стратегия

Не один раз стоит подумать о необходимости строить серверную. Существует мнение, что для мощностей меньше 5кВт выделенная серверная комната не нужна. Обычно все оборудование вполне себе «упихнется» в 42-47-юнитовую стойку-шкаф, и максимум что еще понадобится — это отдельная однорамочная стойка под кросс. Всё это можно отгородить от «админской» или какого нибудь другого помещения (главное не от бухгалтерии) стеклянной или гипсокартонной перегородкой с герметичной дверью, поставить спаренный бытовой кондиционер и идти пить пиво.

Но мы строим серверную. Прежде всего нам необходимо решить, какую систему охлаждения мы будем использовать, и дело тут не только в цене. Выбор способа охлаждения зависит от множества факторов: мощность оборудования, место расположения серверной комнаты в здании, географическое расположение самого здания и даже от предвзятого отношения к определённым типам охлаждающих устройств и недальновидности начальства.

Распространено мнение, что системам до 10кВт вполне хватит бытового кондиционера. Оно и понятно, ведь бытовые сплит-системы большей мощности, во-первых, достаточно проблематично купить, во-вторых, их стоимость приближается, а то превышает стоимость аналогичных по мощности прецизионных кондиционеров.

От местоположения серверной комнаты в здании сильно зависит возможность установки той или иной системы охлаждения, возможности подвести коммуникации, воздуховоды для специализированных систем, устроить фальшпол или установить турбины. При недостаточной высоте потолков невозможно устроить фальшпол нужной глубины, для установки туда воздуховодов обдува и забора воздуха прецизионной системы. Положение в середине здания создаст проблемы при прокладке воздуховодов, одного из вариантов фрикулинговой системы, а соседство с экономическим отделом вообще поставит крест на строительстве серверной из за «намжешумит».

Географический фактор играет одну из первостепенных ролей и часто ставит крест на возможности фрикулинга, если вы находитесь, например, в тропическом поясе. Именно поэтому ЦОДо строители так любят северные районы нашей планеты, ведь там можно вообще не использовать кондиционеры.

Вдобавок ко всему некоторые технические специалисты имеют своё собственное очень твёрдое убеждение в применимости одной системы и абсолютной неприемлемости других вариантов охлаждения. Они будут спокойно и уверено доказывать свою правоту, находя аргументы «за» и выискивая недостатки других предложений, от реальных до мифических.

В итоге, отталкиваясь от выбранной стратегии, мы и будем проектировать устройство самой серверной.

Стратегия охлаждения бытовыми кондиционерами

Вы обладатель небольшого парка серверов, 2-3 стойки с которыми будут стоять в отдельной комнате. У вас не намечается перспективы плавного роста мощностей и вы, либо не хотите заморачиваться, либо (что наиболее вероятно) не имеете бюджета на более энергоэффективные и экологичные решения.

Прежде всего решите, как в вашей серверной будут располагаться стойки с оборудованием относительно кондиционеров. Лучшим из вариантов в вашем случае будет установка внутренних модулей сплит-системы напротив ряда стоек один над одним, направленные на «лицевую» сторону открытой стойки или шкафа с сетчатой дверью. Оборудование внутри стойки имеет смысл устанавливать той стороной, с которой оно забирает воздух для охлаждения внутренних компонентов. Некоторые устройства, устанавливающиеся в стойки, могут быть перестроены или даже выпускаться в исполнении, когда они либо забирают либо выбрасывают воздух с лицевой стороны, или в одну из боковых стенок. Подумайте об этом при покупке.

Даже если роста суммарной мощности не предвидится, кондиционеры стоит взять с запасом по мощности, например, взяв за максимум пиковое потребление-рассеивание самой «горячей» стойки и помножив на их, стоек, количество.
Минимум отказоустойчивости в этой стратегии — N+1. На практике это выглядит как два и больше кондиционеров одинаковой мощности, где «N» кондиционеров способный поддерживать рабочую температуру в серверной пока «+1» ремнтируется или обслуживается. Чаще всего в небольших серверных используется два агрегата. Для продления ресурса обоих кондиционеров необходимо использовать устройство ротации кондиционеров. Устройство в определённые периоды времени переключает работу с одного кондиционера на другой, отслеживает их запуски и контролирует производительность. При выходе из строя одного из кондиционеров оно должно автоматически подключить «спящий» и оповестить ответственного о проблеме. Стоит отметить, что эту функцию поддерживают далеко не все модели бытовых кондиционеров.

Все серверные сплит-системы, установленные в широтах нашей страны, должны иметь так называемый «зимний комплект». Он представляет собой блок правления, некоторое усовершенствование радиатора внешнего блока кондиционера и систему подогрева картера насоса. Работает автоматически.

Рис.1. Охлаждение бытовыми кондиционерами.

Прецизионные системы охлаждения помещений

Прецизионный (

высокоточный

) кондиционер (или другой охладитель) — создан в точности так, чтобы максимально эффективно работать в инфраструктуре с заданными конечными параметрами. Иными словами, когда мы говорим «прецизионный кондиционер», мы подразумеваем, что и помещение, и оборудование серверной, и сама «холодильная установка» разработаны в проекте, как совокупность технологий, позволяющих наилучшим образом обеспечить работоспособность, сохранность и долговечность дорогостоящего оборудования.

Надо ли говорить, что устройства индивидуального дизайна — удовольствие дорогое. Священные войны идут между приверженцами разных лагерей. Одни утверждают, что для обычной серверной комнаты достаточно спареного индустриального варианта бытового кондиционера, такие есть, например, у Daikin (серии FT и FAQ) или Mitsubishi (серии Heavy). При выборе такого варианта важно принимать во внимание такие минусы, как локальные застои горячего воздуха в углах или в юнитах стоек, которые не заняты активным оборудованием. Не менее опасный фактор — низкая влажность, ведь, как известно, кондиционер, осушает воздух. Сухой воздух способствует накоплению статического электричества, наличие статического потенциала на тонкой электронике негативно сказывается на работе чипов, и повышает риск их уничтожения разрядом. Конечно, большая часть факторов устранима, но в большинстве случаев это костылепроизводство. Дополнительные вентиляторы, увлажнители воздуха, это все множащиеся точки отказа, затраты на электроэнергию и обслуживание. Обслуживание, кстати, того же увлажнителя, дело не столько затратное по средствам, сколько по времени. Нужна регулярная чистка и ежедневный долив воды.

У прецизионников тоже не все гладко. Прежде всего они весьма габаритны: фреоновые кондиционеры имеют габариты двух-трех полноразмерных стоек. Так как контроль влажности — одна из основных функций специализированного кондиционера, то к внутренним блокам требуется подвести воду, что для некоторых IT-шников совершенно неприемлемо. Холодный воздух от таких агрегатов подводится к стойкам по воздуховодам, которые проводятся или под фальшполом, самый частый и самый дорогой вариант, или под потолком, что подразумевает высокие потолки и накладывает дополнительные ограничения на прокладку кабельных коммуникаций. Конденсаторы-охладители таких кондиционеров имеют порядочные размеры, и сразу возникает вопрос с их размещением и подводкой системы труб от внутреннего блока.

С минусами покончили, перейдем к плюсам. Сюда можно отнести: высокую производительность, резервируемость только активных компонентов кондиционера (например воздуховоды, я думаю, -резервировать смысла нет), четкий контроль за температурой и влажностью, возможность детального мониторинга. Плюсы следующие отсюда- это относительная экономия, гарантированая доставка холодного воздуха до потребителя, поддержка высокой плотности потребителей на стойку (это скорее правило, если стойка будет пустовать, она будет работать неэффективно и влиять на всю «экосистему»). Между увеличением затрат на кондиционер и последующей энергоэффективностью прослеживается вполне объяснимая взаимосвязь.

Как я уже говорил, самым распространенным явлением прецизионного кондиционирования является коридорная система, где стойки расположены рядами и установлены так, чтобы забирать воздух из холодных коридоров (куда воздух подается кондиционером) и отдавать в горячие (откуда воздух отбирается системой вентиляции). Воздуховодом такой системы чаще всего служит фальшпол. Панели самого пола в основном сплошные, вся кабельная коммуникация по возможности из-под фальшпола переносится под потолок, перед рядами стоек в полу устраиваются решетчатые панели откуда охлажденный воздух поступает на лицевую сторону стойки. Двери серверных шкафов при таком устройстве делают сетчатыми с обоих торцов, или же или же совсем не делают. Затем нагретый серверами воздух выдувается в горячий коридор откуда высасывается системой принудительной вентиляции. В идеале, следуя принципам термодинамики, вытяжку стоит располагать вверху горячего коридора, но часто это делают в фальшполу для экономии пространства над стойками для прокладки кабельных коммуникаций. С относительно недавних пор, холодные и горячие коридоры стали делать герметичными от общего помещения серверной. Этим удалось добиться существенной экономии на рассеивание ценного холода. В свободные юнитовые пространства шкафов обязательно требуется устанавливать заглушки, потому что горячий воздух так и норовит смешаться с охлажденным. Этим можно повысить эффективность охлаждения в полтора-два раза.

Рис. 2. Система с открытыми коридорами, очевидны потери драгоценного холодного воздуха.

Рис. 3. Более эффективная, система с изолированными коридорами.

Intel, например, преследуя идею максимально просто и эффективно охлаждать оборудование, пошли дальше и даже запатентовали стойку с вытяжкой. Стойка представляет собой обычный 19″ шкаф, но глубже аналогов и имеет в верхней крышке воздуховод, открывающийся в пространство фальшпотолка, откуда горячий воздух высасывается кондиционерами. Вся система, кроме кондиционеров, абсолютно пассивна. Но при этом, по утверждению Intel, способна охлаждать 32 кВт оборудования на стойку.

Принимая во внимание климат нашей страны, у прецизионных кондиционеров есть еще один большой плюс: их схему можно достаточно безболезненно доработать, добавив полный или частичный жидкостный контур. Используя в качестве хладагента этиленгликоль, параллельно контуру кондиционера строят еще один контур с жидкостным охлаждением, тем самым сокращая затраты на электричество, обслуживание кондиционера и увеличивая срок службы оных. Эффективность гликолевого контура начинается уже при температуре ниже +20 С, что даже летом по ночам в России совсем не редкость.

Дополнительный жидкостный контур дублирует таковой фреоновый, и в принципе может работать круглосуточно, в дневное «жаркое» время охлаждая компрессор кондиционера и конденсатор, а при падении уличной температуры переходя на частичное и полное охлаждение внутреннего теплообменника.

Лидерами среди производителей прецизионных систем охлаждения являются Schneider Electric, STULZ, Emerson Network Power, RC Group. Среди их решений есть и готовые комбинированные системы.

Жидкостные системы

Принципиальная разница жидкостного охлаждения и фреонового лишь в том, что в контуре жидкость чаще всего не меняет фазового состояния, отчего при равной мощности системы водяные и гликолевые системы проиграют фреоновым в эффективности. Однако у жидкостных систем есть неоспоримые преимущества, такие как емкость и универсальность. В системах с жидкостным охлаждением охладителем может быть как фанкоил на крыше или во дворе здания, так и система отопления самого здания. Жидкость может охлаждать воздух в серверной, а может использоваться как хладагент для отдельно взятого

процессора

. Неоспоримое преимущество жидкостного кондиционирования — это практически неограниченная протяженность трас, за счет низкой цены на хладагент, для самой же системы это только плюс. Самое опасное в данной ситуации — это протечка токопроводящего агента, но, судя по всему, это никого уже не пугает. IBM в этой ситуации отличился строительством SuperMUC, где добился 40% экономии энергии за счет отсутствия в системе охлаждения чиллеров. А Google в большинстве своих ЦОДов и вовсе используют систему собственной разработки, где используется система холодных и горячих коридоров.

Еще одна система с жидкостью подразумевает погружение сервера в специальное минеральное масло. Масло — диэлектрик, так что замыкания не будет. Что касается энергоэффективности, то, по утверждениям специалистов того же Intel, на систему охлаждения в таком случае затрачивается на 90% меньше энергии, а также снижается энергопотребление самих серверов. Стойки для погружного жидкостного охлаждения уже выпускаются, например, компанией СarnotJet. Стойки пригодны для размещения любых серверов, только предварительно требуется вытащить из них все вентиляторы.

Рис. 4. Самое жидкостное охлаждение

Еще одним фактором универсальности является огромное количество способов охлаждения хладагента. Для примера можно привести технологию SeaWater Air Conditioning (SWAC), по этой технологии построен ЦОД Google в Финляндии. Из названия понятно, что для охлаждения воды, поступающей в ЦОД, используется теплообменник на холодной воде, забираемой с морских глубин.

Классическая же система жидкостного охлаждения выступает посредником между относительно высокой температурой внутри помещения серверной и охладителем, чаще сухой градирней и чиллером, снаружи.

Сухая градирня представляет собой закрытый контур охлаждения, где жидкость поступает в радиатор, который принудительно обдувается воздухом. Есть еще мокрые градирни, в них вода разбрызгивается и одновременно продувается. В грядирнях, или фанкоилах, жидкий хладагент обычно только подготавливается, охлаждаясь до температуры воздуха, само же охлаждение происходит теплообменнике чиллера.

Чиллер — это холодильник, он действует на фреоне, охлаждая проходящую через его охладитель жидкость до требуемой температуры.

Рис. 5. Чиллеры установленные на крышу (источник www.quantum-v.ru)

Для классического жидкостного кондиционирования верны все те же правила, что и для систем на фреоне. Охлажденный в испарителе воздух проходит через потребителей и отбирается из серверной самой системой охлаждения. Несмотря на то, что жидкостные системы более универсальны и в целом дешевле в эксплуатации, чем фреоновые, эффективность их ниже за счет большего числа посредников воздух-чиллер-жидкость-воздух. Согласитесь, не самая удачная схема.

Убираем посредников

Прямой фрикулинг — самый энергоэффективный способ охлаждения серверных. Конечно, его эффективность целиком зависит от температуры воздуха «за бортом», но некоторые изменения в стандартизации и различные зеленые технологии постепенно двигают системы охлаждения серверных именно в этом направлении.

Начнем с того, что крупнейший стандартизатор инженерных систем, а в частности систем охлаждения и отопления, ASHRAE (англ. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) — Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, с 2004 г. два раза повышало рекомендуемую температуру воздуха для охлаждения серверных с +22 до +27 градусов С. А в 2011 году были внесены поправки в стандарт, стратифицирующие два новых класса оборудования для серверных A3 и A4, где температурный диапазон увеличен до +40 и +45 градусов. Производители серверов уже выпускают такие модели. Хотя они еще не получили широкого распространения, все больше ЦОДо строителей склоняются к использованию зеленых технологий в охлаждении.

Для серверных в наших широтах фрикулинг может стать если не полной заменой классической модели охлаждения, то серьёзным подспорьем в охлаждении в холодное время года, а также позволит снизить и мощность кондиционеров.
Самой большой проблемой прямого фрикулинга является общая загрязненность воздуха в городах. Может случится так, что количество, расход фильтров и мощность вентиляторов для их продува может свести на нет всю экономию по электроэнергии и мощности. Это проблема решается разделением контуров и введения между ними теплообменника на основе роторного рекуператора. В данном случае фильтры тоже понадобятся, но более дешевые и с минимальным сопротивлением воздуху.

Другой большой проблемой является то, что, при вспомогательной функции нашего фрикулера, он будет плохо сочетаться с бытовыми системами и лучше всего с прецизионными.

Из плюсов: при прямом фрикулинге нет риска пересушить воздух в помещении серверной, т.к. идет постоянный обмен воздухом с внешней средой. С другой стороны, влажность воздуха на улице может категорически не соответствовать принятым стандартам влажности для серверных комнат, и тут на помощь приходит один из главных козырей систем фрикулинга — адиабатическое охлаждение.

Давно замечено что влажный воздух у водоемов всегда прохладнее чем на равнинах в удаленни от них, вспомнить хотя бы морской бриз. Для адиабатического охлаждения воздуха не нужно ни систем резервирования ни сложных технических решений. Устроены они по принципу мокрых градирен, в нагретый внешний воздух в камерах форсунками разбрызгивается вода, которая испаряясь охлаждает и увлажняет воздух. Данная система не только эффективно понижает температуру внешнего воздуха, но так же и создает необходимую влажность воздуха. Правда в таких системах появляется новый расходный материал — вода. По этому, на равне с PUE (Power usage effectiveness) ASHRAE ввела новый термин WUE (Water usage effectiveness (PDF)). За что отвечают данные параметры я думаю понятно всем.

В качестве ярких примеров внедрения таких систем можно упомянуть ЦОД eBay “Меркурий” в Фениксе (США) и Facebook в Прайнвилле (США).

Рис. 6. Адиабатическое охлаждение в действии (источник www.es-engineering.ru).

Вместо заключения

«Так как же, все таки охлаждать небольшие серверные на пару десятков кВа?» — спросите вы.

Ответ неоднозначен. Большинству читателей подойдет решение из двух нормальных бытовых кондиционеров. Те же, кто сможет убедить собственное руководство в необходимости экономии и введения экологичных инноваций, получат море головной боли и потом бесконечное наслаждение конечным результатом.

Как я уже говорил, конкретное решение сильно зависит от климатических условий конкретного региона. Для восприятия климатической картины лучше всего взять историческую справку по максимумам и минимумам температуры и влажности за всю историю инструментальных наблюдений в вашем регионе или городе, а также проанализировать подробные данные по самым жарким температурам за последние лет 10-20. Этого с лихвой хватит на то, чтобы выработать четкую стратегию.

Несмотря на все плюсы фрикулинга, в условиях средней полосы, в 80 случаях из 100 обойтись без компрессорного или жидкостного кондиционера скорее всего не получится. В связи с этим, общая идея построения “большой” энергоэффективной серверной такова:

• Это помещение с прецизионной системой охлаждения. В помещении устроены фальшполы для подвода холодного воздуха, с разделением на холодные и горячие корридоры, изолированные от общего помещения серверной для обеспечения более четкого теплообмена.
• Большую часть времени, система работает на прямом фрикулинге, при повышении температуры внешнего воздуха подключается система адиабатического охлаждения. При превышении допустимых норм по температуре влажности, подключается система компрессорного или жидкостного охлаждения, т.е. кондиционер.

Столь интересная с технической и практической точки зрения адиабатика здесь не рассматривается ввиду своей специфичности, она требует более тонкого подхода к реализации. Что касается рассматриваемого варианта, то очевидно, что энергоэффективность в будущем потребует больших вложений на стадии строительства.

Стоит обратить внимание на то, что такая система не сможет работать без адекватного и подробного мониторинга состояния внутренней среды. Мониторинг температуры в холодном и горячем коридорах, влажность воздуха внутри и снаружи, наличие воды в системе адиабатики, контроль протечек. Для этого существуют устройства мониторинга, способные публиковать данные с различных датчиков через Ethernet или Wifi. Представлены они в виде плат, корпусных изделий и изделий для установки в стандартные 19″ стойки. К примеру, netping уже оснащаются встроенным GSM модемом с SMS-модулем, способным оповестить о существенных изменениях параметров или срабатывании датчика не только ответственные узлы системы охлаждения, но и вас лично.

К тому же все эти данные не только можно, но и нужно вводить в систему глобального мониторинга, например, Zabbix, где по графикам и выборкам можно анализировать карту температур серверной, коррелировать изменения внутри серверной и снаружи. Автоматизировать создание инцидентов, основаных на совокупности показателей, а не на каком-то одном.

Все это позволит отстроить систему охлаждения на максимальную эффективность и предупредить её поломки.
К сожалению, в одной небольшой статье невозможно досконально проработать тему охлаждения серверной. С одной стороны, может показаться, что фрикулинг — это выход для всех, но на самом деле, это достаточно рискованное предприятие. История знает порядочно количество эпичных ситуаций, когда из строя выводились целые ЦОДы из за ошибок в проектировании и недостаточном внимании к деталям. Наилучшим, хоть и более дорогим, является решение, которое подразумевает дублирование штатных систем охлаждения альтернативными.
Больших вам ЦОДов, и непрестанного шума в серверных.

Использованы материалы

Стратегии охлаждения для серверных и небольших помещений | Журнал сетевых решений/LAN

В архитектуре ЦОД и больших компьютерных залов всегда предусматривается система охлаждения. При этом многие ИТ-устройства по-прежнему располагаются за пределами машинных залов в локальных серверных, филиалах и других местах, при проектировании которых никаких требований к охлаждению оборудования не предъявлялось. Плотность размещения ИТ-оборудования со временем увеличивается, а в результате распределенное ИТ-оборудование (маршрутизаторы VoIP, коммутаторы и серверы) преждевременно выходит из строя из-за перегрева.

Как правило, эти вопросы попросту игнорируются: организации начинают предпринимать необходимые меры только при возникновении проблем. Однако все больше и больше пользователей находят такой подход неудовлетворительным и требуют более активных действий по обеспечению должного уровня готовности распределенного ИТ-оборудования. Ниже излагаются основные принципы охлаждения небольших распределенных ИТ-сред и даются рекомендации по выработке эффективных спецификаций и проектированию вспомогательных систем охлаждения.

ПРИЕМЛЕМАЯ РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА В СЕРВЕРНЫХ

Чтобы правильно подобрать решение для охлаждения серверной, сначала необходимо определить температуру, при которой будет функционировать оборудование в этом помещении. Поставщики обычно указывают максимальную температуру окружающей среды, при которой оно способно работать: для активного ИТ-оборудования средний показатель составляет 40°C (речь идет о температуре, при которой поставщик может обеспечить должную производительность и устойчивость работы своих устройств в течение гарантийного периода).

При этом необходимо помнить, что функционирование в таких условиях не обеспечивает такого же уровня готовности и долговечности, как при более низких температурах. Именно поэтому некоторые поставщики, помимо максимальной, указывают также рекомендованную рабочую температуру. Обычно она составляет от 21 до 24°C.

Рекомендованную и разрешенную для ИТ-оборудования рабочую температуру публикует также технический комитет TC 9.9 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers, ASHRAE). Цель заключается в том, чтобы предоставить ориентир для обеспечения необходимой устойчивости и производительности аппаратных средств. Соответствующие показатели представлены в табл. 1.

Таблица 1. Ограничения рабочей температуры ASHRAE TC 9.9

Температуру следует поддерживать не выше 25°C. Если же это невозможно, в серверных с менее критичным оборудованием верхний предел составляет 32°C. В случае превышения этого показателя есть риск выхода оборудования из строя. 32°C — это тот максимум, который Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) считает допустимым при небольшой нагрузке.

Особое внимание следует уделить серверным с установленными в них источниками бесперебойного питания (ИБП). Повышение температуры гораздо сильнее влияет на долговечность батарей, чем на другие типы ИТ-оборудования. При 40°C батарея типового ИБП проработает всего 1,5 года, тогда как в нормальных рабочих условиях — 3–5 лет. Поэтому обязательным требованием должна стать температура ниже 25°C. Альтернативным вариантом может быть размещение централизованных ИБП в хорошо охлаждаемом месте за пределами серверной.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОТВОДА ТЕПЛА

Для лучшего понимания сути вопроса полезнее было бы сформулировать его по-другому — с точки зрения отвода тепла, а не подачи холодного воздуха. Если тепло не отводить, оно будет накапливаться во всех замкнутых пространствах, где находится оборудование, а значит, температура станет повышаться. Каждый киловатт потребляемой ИТ-оборудованием электроэнергии создает киловатт тепла, которое необходимо отвести.

Тепло можно сравнить с предметом, который катится вниз. Оно передается от объекта или среды с более высокой температурой к объекту или среде, у которых температура ниже. Чтобы отвести тепло, его нужно направить в более холодное место. Во многих реальных ситуациях такая возможность отсутствует.

Тепло может покинуть небольшое замкнутое пространство, каковым являются офис или серверная, пятью различными способами:

• Естественная теплопроводность. Тепло уходит через стены во внешнюю среду.
• Пассивная вентиляция. Тепло уходит в более холодную среду через вентиляционное отверстие или решетку без применения вентилятора.
• Принудительная вентиляция. Тепло отводится с помощью вентилятора в более холодную среду через вентиляционное отверстие или решетку.
• Климат-контроль. Тепло удаляется с помощью охлаждающих систем здания.
• Выделенная система охлаждения. Тепло отводится с помощью специального кондиционера.

Пять перечисленных методов имеют разные эффективность, ограничения и стоимость. Пользователи должны понимать, какой метод используется или предлагается в конкретной ситуации, какой больше подходит с учетом существующих ограничений и предпочтений и как должны определяться требования к проекту.

На рис. 1 представлена общая схема для стратегии охлаждения в зависимости от текущей и целевой температуры в зале при обычных условиях. На ней показаны диапазоны производительности для различных методов. Не надо пытаться перевести эти ограничения в абсолютные цифры, поскольку стратегии перекрываются, а окончательное решение должно учитывать все факторы, от которых зависит степень охлаждения. Системы климат-контроля здесь не представлены, поскольку они могут быть очень разными, а их функционирование — непредсказуемым. Ниже мы рассмотрим этот вопрос более подробно.

Рис. 1. Сопоставление методов охлаждения в зависимости от энергопотребления и целевой температуры в зале

ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ: ТЕПЛО УХОДИТ ЧЕРЕЗ СТЕНЫ

В закрытых подсобных помещениях, которые встречаются довольно часто, единственным способом отвода тепла является кондуктивный теплообмен через стены. Чтобы этот метод работал, воздух внутри помещения должен быть более теплым, чем снаружи. Причем температура в нем растет тем сильнее, чем выше уровень энергопотребления работающего ИТ-оборудования.

Рис. 2. Зависимость температуры в серверной от уровня энергопотребления ИТ-оборудования. Эффективность естественной теплопроводности

Пример соотношения между средней температурой в серверной (в предположении ее равномерного распределения) и энергопотреблением оборудования приведен на рис. 2. Данное соотношение предполагает наличие закрытого помещения размером 3 × 3 × 3 м с утечкой воздуха со скоростью 23,6 л в секунду, стенами из гипсокартона и комфортным охлаждением снаружи до уровня 20°C (см. подробнее врезку «Предполагаемые условия для типовой серверной»).

Предполагаемые условия для типовой серверной

Для описания типовой серверной обычно используется экстенсивная модель, учитывающая теплопроводность стен, конвекцию и излучение. Под конвекцией понимаются естественный теплообмен со стенами комнаты и заданный воздушный поток (в результате утечки воздуха). Предположения об условиях в «типовой» серверной приведены ниже.

Параметры типовой серверной

Как видно из рисунка, такая типовая серверная поддерживает энергопотребление до 400 Вт, если температура в ней не должна превышать 25°C, и 1000 Вт, если приемлемым уровнем считается значение 32°C.

Впрочем, серверные отличаются своими размерами и использованными стройматериалами, а на соотношение между температурой и энергопотреблением влияют и другие факторы, которые ограничивают использование этого метода. Основные факторы и характер их влияния перечислены в табл. 2.

Таблица 2. Факторы, оказывающие влияние на температуру в серверной, и ожидаемый результат их воздействия

Наиболее очевидный фактор — размеры помещения. Чем больше комната, тем лучше рассеивается тепло благодаря большей площади стен, потолка и пола. И чем она меньше, тем ниже эффективность охлаждения за счет естественной теплопроводности. Разница в эффективности представлена на рис. 3.

Рис. 3. Влияние размеров помещения на эффективность охлаждения за счет естественной теплопроводности

Материалы, используемые при строительстве стен, потолка и пола, тоже оказывают влияние на соотношение между температурой и рабочей нагрузкой, поскольку способность пропускать тепло у разных материалов разная. Если мы заменим стены из гипсокартона и панельный подвесной потолок, приведенные в примере выше, на 10-сантиметровые бетонные стены и 10-сантиметровые железобетонные перекрытия, эффективность охлаждения заметно повысится. Это наглядно можно увидеть на рис. 4.

Рис. 4. Влияние строительных материалов на эффективность охлаждения за счет естественной теплопроводности

Зачастую эффективность охлаждения за счет естественной теплопроводности снижается из-за повышения температуры внутри здания после отключения систем кондиционирования на выходные. Когда такое происходит, температура в серверной с ИТ-оборудованием синхронно увеличивается. В нашем примере при увеличении в выходные дни температуры внутри здания с 20 до 29°C (то есть на 9°C) можно ожидать соответствующего увеличения на 9°C и внутри серверной. Это означает, что в критичной серверной, где температура не должна превышать 25°C, придется отключить всю нагрузку, а в некритичной, где можно допустить 32°C, уровень энергопотребления не должен быть выше 250 Вт.

Еще одно ограничение такого метода охлаждения связано с тем, что, если стены помещения одновременно являются внешними стенами здания, температура внутри будет зависеть от температуры внешней стены, на которую влияют как состояние окружающей среды, так и нагрев под воздействием солнца. Поэтому помещение, примыкающее к наружным стенам, в солнечные дни может перегреваться. В нашем примере в комнате размером 3 × 3 × 3 м при температуре 38°C на улице и солнечной теплоотдаче 1000 Вт/м² можно ожидать повышения температуры внутри помещения на 4–7°C.

Эффективность охлаждения за счет естественной теплопроводности в закрытых помещениях варьируется в зависимости от их размеров, конструкционных материалов и внешних условий. В общем случае охлаждения исключительно за счет теплопроводности в критичных залах оказывается достаточно, если общее энергопотребление внутри помещения не превышает 400 Вт. При этом следует учитывать влияние и других факторов, перечисленных выше. В некритичных помещениях такой тип охлаждения можно использовать, если энергопотребление оборудования не превышает 1000 Вт.

Итак, этот метод пригоден только при использовании маломощных ИТ-устройств, например стековых сетевых коммутаторов. Как видно из приведенных выше примеров, при увеличении энергопотребления температура быстро увеличивается. Учтите, что тепло выделяют и другие потребители энергии, в частности электрические лампочки. Поэтому освещение зала нужно организовать с использованием экономичных источников, которые автоматически отключались бы, когда в помещении никого нет.

ПАССИВНАЯ И ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ: ТЕПЛО ОТВОДИТСЯ В БОЛЕЕ ХОЛОДНУЮ СРЕДУ ЧЕРЕЗ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ОТВЕРСТИЯ И РЕШЕТКИ

Залы можно охлаждать с помощью воздуха, поступающего из остальной части здания. При этом применяется как пассивная вентиляция через специальные отверстия и воздухозаборники, так и активная — с помощью вентиляторов. Основное условие заключается в том, чтобы температура в зале не превышала значительно температуру в здании.

Примеры систем вентиляции представлены на рис. 5. Как показано на рис. 6, температура в вентилируемом помещении меняется в соответствии с уровнем энергопотребления ИТ-оборудования.

Рис. 5. Примеры двух типов вентиляции помещений: а — пассивная вентиляция; б — принудительная вентиляция

В графическом виде эта ситуация представлена на рис. 5. Кривая пассивной вентиляции характеризует работу оборудования, изображенного на рис. 5, а. В случае принудительной вентиляции (рис. 5, б) температура повышается медленнее (по сравнению с пассивной), при этом предполагается, что поток воздуха генерируется со скоростью 226,5 л в секунду. Рост температуры снижается по мере увеличения потока воздуха. Для этого необходимо установить вентиляторы большей мощности или дополнительную вентиляционную систему.

Рис. 6. Зависимость температуры в помещении от энергопотребления ИТ-оборудования при пассивной и принудительной вентиляции

Вентиляция — очень практичный метод охлаждения зала. Для критичных помещений при энергопотреблении ниже 700 Вт вполне достаточно пассивной вентиляции, а если энергопотребление составляет от 700 до 2000 Вт, справится принудительная. Поддержка еще более высоких уровней энергопотребления достигается путем увеличения мощности вентиляторов или установки дополнительных вентиляционных систем.

В некритичных помещениях для энергопотребления, не превышающего 1750 Вт, достаточно пассивной вентиляции, а в случае 1750–4500 Вт — принудительной. Правильное размещение вентиляционных отверстий и вентиляторов по отношению к ИТ-оборудованию тоже способствует эффективному охлаждению. При этом методе важное значение имеют внешние факторы, роль которых была проиллюстрирована на рис. 4 и 5.

КЛИМАТ-КОНТРОЛЬ: ТЕПЛО МОЖНО ОТВОДИТЬ С ПОМОЩЬЮ ОХЛАЖДАЮЩИХ СИСТЕМ ЗДАНИЯ

Во многих зданиях уже установлены системы кондиционирования воздуха или объединенные системы кондиционирования и обогрева, позволяющие создать комфортные условия для персонала. Обычно у таких решений имеется система каналов и воздуховодов, которой можно воспользоваться при прокладке дополнительных вентиляционных каналов. Однако с помощью простого добавления последних редко удается решить проблему охлаждения залов, зачастую, напротив, ситуация только усугубляется.

Системы комфортного кондиционирования периодически включаются и отключаются. В качестве стандартного средства контроля обычно используется термостат, который размещается в заданной зоне, но не в серверной. Для небольшого пространства серверной, в которой находятся ИТ-устройства, это означает, что температура будет то снижаться, то возрастать. Однако ее существенные перепады наносят еще больший вред оборудованию.

Передовой опыт использования систем комфортного кондиционирования предусматривает ослабление заданных настроек температуры по ночам и в выходные с целью экономии электроэнергии. Некоторые системы вообще отключаются. Если серверная является частью более крупной зоны, средняя температура в ней увеличивается в соответствии с заданным ограничением. При добавлении канала придется сделать выбор между напрасным расходом электроэнергии по ночам и выходным и еще большим увеличением температурных скачков в серверной.

Чтобы использовать систему комфортного кондиционирования для охлаждения серверной, ее нужно превратить в выделенную зону с собственными прямыми и возвратными каналами, воздухораспределительными устройствами (вентиляторным доводчиком, системой кондиционирования с переменным расходом воздуха) и управляющими устройствами (термостатами). Но такое решение непрактично.

Организация выделенной зоны для серверной сопряжена со следующими трудностями:

• Обеспечение адекватного постоянного статического давления во входном канале системы кондиционирования с переменным расходом воздуха (Variable Air Volume, VAV), особенно в жаркие летние дни, когда охлаждающее оборудование работает на полную мощность.
• Очень низкая плотность рассеиваемой мощности. Большинство систем комфортного охлаждения должны обеспечивать охлаждение на уровне 43–54 Вт/м², что эквивалентно 150 Вт на стойку (если считать, что каждая стойка занимает 2,8 м²).
• Недостаточная масштабируемость.
• Высокая стоимость реализации.

Зачастую центральная система охлаждения является частью основной или дополнительной системы отопления. В таких ситуациях входной воздуховод, построенный для охлаждения серверной, в зимние месяцы будет подавать туда тепло. А это всегда нежелательно.

Вмешательство в систему комфортного кондиционирования здания для охлаждения ИТ-помещений в общем случае недопустимо. Если воздуховод уже существует, его нужно убрать или отключить либо заменить или дополнить одним из других ранее уже описанных подходов.

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ: ТЕПЛО МОЖЕТ ОТВОДИТЬСЯ ВЫДЕЛЕННЫМ КОНДИЦИОНЕРОМ ВОЗДУХА

Наиболее эффективный способ обеспечить контроль за температурой в серверной — это установка выделенного оборудования для кондиционирования помещения. Однако, по сравнению с использованием пассивной или принудительной вентиляции, выделенное кондиционирование может оказаться слишком сложным и дорогостоящим решением. Такой вариант следует выбирать, только когда это действительно требуется.

В общем случае выделенную систему кондиционирования рекомендуется устанавливать, когда уровень мощности превышает примерно 2000 Вт для критичных серверных помещений и 4500 Вт для некритичных. При определении мощности очень важно учитывать подробные спецификации энергопотребления, предоставленные поставщиком ИТ-оборудования, и установить уровень мощности для конкретной конфигурации ИТ-оборудования.

Как правило, фактическая мощность конкретного оборудования значительно ниже номинальной, которая указывается на задней панели, и ее правильное определение может избавить от существенных затрат и уменьшить сложность системы охлаждения. К примеру, конфигурируемые маршрутизаторы с номинальной мощностью 5–6 кВт на самом деле потребляют всего 1–2 кВт. При правильных расчетах, возможно, кондиционер и не понадобится.

Бывают ситуации, когда выделенный кондиционер нужен, даже если вентиляция представляется технически жизнеспособной альтернативой. К таковым относятся:

• наличие в вентиляционном воздухе за пределами серверной значительной доли пыли и других загрязняющих веществ;
• подверженность вентиляционного воздуха за пределами серверной существенным перепадам температуры;
• невозможность добавления вентиляционных воздуховодов в связи с особенностями условий аренды или ремонта.

В таких случаях вентиляция, в которой используется воздух, находящийся внутри здания, оказывается нежизнеспособной альтернативой и остается единственный вариант — монтаж выделенной системы кондиционирования.

ВЛИЯНИЕ ИБП НА СИСТЕМУ ОХЛАЖДЕНИЯ СЕРВЕРНОЙ

Общая и рекомендованная практика заключается в использовании в серверных небольших распределенных систем ИБП для обеспечения непрерывности бизнеса. В зависимости от предъявляемых требований они могут предоставлять резервное питание ИТ-нагрузки в течение короткого или увеличенного (больше часа) периода времени. В любом случае тепловая нагрузка, создаваемая ИБП, значительно ниже соответствующей нагрузки ИТ-оборудования, и ее можно проигнорировать.

При наличии ИБП ИТ-оборудование по-прежнему будет в течение какого-то времени генерировать тепло в случае прекращения энергоснабжения. Поэтому охлаждающая система не должна отключаться. Если продолжительность расчетной работы от ИБП меньше 10 мин, термальная масса воздуха и поверхности стен внутри серверной сохраняют температуру в разумных пределах. Никаких предварительных мер предпринимать не требуется.

Если же ИБП спроектированы для поддержки нагрузки на протяжении более чем 10 мин, системы охлаждения должны работать в течение всего этого периода. Это означает, что при использовании системы принудительной вентиляции или воздушного кондиционера вентилятор и кондиционер должны получать энергоснабжение от ИБП. Потребность в энергоснабжении вентилятора или кондиционера нужно учитывать при расчете необходимой мощности ИБП.

В случае принудительной вентиляции эта проблема стоит не так остро, но для кондиционеров нужны значительно более мощный ИБП и более емкие батареи (зачастую пусковой ток кондиционера в 4–6 раз превышает номинальный). Поэтому при наличии возможности следует использовать не кондиционеры, а принудительную вентиляцию.

Практичной и экономичной альтернативой кондиционеру, выделенному для ИБП, считается установка принудительной вентиляции. В идеале вентиляционная система должна получать энергоснабжение при любых условиях, чтобы обеспечивать определенный уровень воздухообмена в комнате. При этом выделенный кондиционер не задействован. Система принудительной вентиляции выполняет резервную роль до момента восстановления энергоснабжения (и автоматического повторного запуска кондиционера).

АТРИБУТЫ ЭФФЕКТИВНОЙ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что чрезмерное тепло в серверной должно вызывать обоснованное беспокойство, а самыми простыми решениями в данном случае являются пассивная или принудительная вентиляция. Несмотря на то что пользователям доступен большой выбор таких систем, существуют и готовые решения с хорошими характеристиками, предназначенные специально для охлаждения серверных. В табл. 3 указано, на что следует обратить внимание при создании вентиляционной системы для серверной.

Таблица 3. Функции и преимущества вентиляционной системы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для большинства ИТ-помещений наиболее эффективной и практичной стратегией охлаждения является вентиляция. Хорошо спроектированная и реализованная система пассивной вентиляции эффективна при низких уровнях нагрузки. Для серверных, где установлены маршрутизаторы VoIP и серверы с высоким уровнем энергопотребления, рекомендуется спроектировать принудительную вентиляцию.

Когда уровень энергопотребления в критичных серверных превышает 2000 Вт (4500 Вт в некритичных серверных) либо окружающий воздух за их пределами становится горячим, неконтролируемым или загрязненным, предпочтительна установка выделенного кондиционера воздуха. Использовать существующие системы комфортного кондиционирования для охлаждения серверной нежелательно, поскольку почти всегда возможны колебания температуры внутри помещения.

Появление вентиляционных систем, специально разработанных для ИТ-помещений, упрощает процесс выбора и позволяет внедрять стандартизированные решения для их охлаждения.

Нил Расмуссен, старший президент по инновациям в Schneider Electric,

Брайан Стэндли, менеджер линейки малых систем охлаждения в American Power Conversion

 

 

 

 

 

 

 

 

Стратегии охлаждения для серверных и небольших помещений

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Охлаждение серверной комнаты.

В наш век ИТ-технологий трудно представить себе  работу офиса без компьютерной техники. Вы, наверняка, тоже сталкивались  с такой ситуацией, когда вдруг происходит какой-то сбой  и офис теряет, например, выход в интернет, не говоря уже о более глобальных проблемах. Что тогда происходит? Люди перестают работать! Работа встала! И многие вслух задаются вопросом: «А как же мы работали еще 20 лет назад, когда компьютер был если уж не роскошью, то не  частым явлением однозначно?». Да, мир не стоит на месте и за 20 лет произошел огромный скачок вперед, чему мы все, безусловно, рады. Таким образом, получается, что даже самый маленький офис имеет свой сервер или часть от арендуемого сервера, на котором  хранятся  документы, архивы, программы и вся электронная жизнь предприятия.  А жизнь эта требует сохранности и безопасности, которые в данном контексте достигаются путем организации правильной и эффективной системы охлаждения серверной. О ней и пойдет речь дальше. Итак, не будет разводить демагогию, а сразу приступим к практическим рекомендациям по охлаждению серверных помещений.

Охлаждение серверной комнаты.

Самая первая рекомендация — не использовать бытовые сплит-системы. Как бы не было заманчиво поставить в небольшую серверную с малыми теплопритоками обычный кондиционер, делать это все таки не стоит. Да, среди сплитов есть очень качественное оборудование, которое способно поддерживать работоспособность даже при — 20⁰С. Но, ни один сплит не способен поддерживать такой важный для серверов показатель как влажность.

Знайте!!! Если не контролировать уровень влажности, оборудование будет испорчено статическим электричеством, а бывали случаи когда с серверов капал конденсат.

Для охлаждения серверной существует специально разработанное прецизионное оборудование, с возможностью одновременного поддержания высокоточных параметров температуры и влажности, и название ему прецизионный кондиционер. Продуманная система управления кондиционера, своевременно оповестит Вас о любых отклонениях в заданных параметрах, выслав смс сообщение на мобильный номер телефона. Это позволит Вам иметь четкое представление о состоянии дел в серверной и оперативно решать любые возникшие вопросы.  

Если серверная маленькая на столько, что разместить прецизионный кондиционер шкафного типа просто негде, это тоже не аргумент в пользу бытовых кондиционеров. На смену шкафному кондиционеру приходит внутрирядный прецизионный кондиционер. Он размещается вплотную к стойке и производит ее точечное охлаждение, получается серверный шкаф с охлаждением. Да, это намного дороже чем, бытовой кондиционер. Но не дороже сохранности Вашей информации, сервера и нервов.

Еще одна не менее важная рекомендация для эффективного охлаждения серверной, а именно полная ее герметизация. У охлажденного воздуха не должно быть даже шанса покинуть охлаждаемое помещение (никаких открытых окон и дверей, наличие всех плит фальш-пола, отсутствие трещин между плитами, под дверьми, в местах входа труб и т.д.).

Третья рекомендация: управление и контроль над температурным режимом, который играет колоссальную роль в вопросе надежности ИТ — оборудования. Интересный факт! Вы знали, что повышение температуры на каждые 8 °C после 21 °C снижает  надежность электроники на 50%? Да, да, так оно и есть.

Именно поэтому оптимальными условиями для системы кондиционирования считается диапазон от 21 до 25 °C.

Четвертая рекомендация заключается в том, чтобы выделить под серверную отдельное помещение, т.е. то, в котором не будут работать люди. Комфортная температура для людей значительно выше, оптимально необходимой для работы серверов.

Пятая. Охлаждение серверной стойки. Интересный факт! Знали ли Вы, что 80% отказов в работе ИТ-оборудования происходит из-за недостаточного охлаждения верхней трети серверного шкафа? А это именно так, поэтому подачу охлажденного воздуха необходимо осуществлять в верхнюю часть серверных стоек, так, чтобы этот холодный воздух не смешивался с горячим, выбрасываемым сзади стойки. При этом в передней части серверного шкафа следует установить пустые панели, чтобы закрыть те области, где сервера не установлены. Делается это для предотвращения смешивания воздушных масс, и обеспечения беспрепятственного попадания холодного воздуха вверх серверного шкафа. Таким образом, происходит достаточно равномерное охлаждение серверной стойки.

Шестая. Располагать серверные стойки необходимо лицом  друг к другу, чтобы охлажденный воздух подавался спереди, а выбрасывался сзади. Так называемый принцип «горячих» и «холодных» коридоров. 

Седьмая и последняя рекомендация. При установке прецизионного оборудования использовать схему N+1, т.е. 100 % резервирование. Один прецизионный кондиционер, полной холодопроизводительности необходимой для эффективного охлаждения серверных стоек, как основной блок, и второй, идентичный первому, как резервный. При таком принципе резервирования, блоки работают попеременно, что позволяет вдвое увеличить срок их службы.

Вот семь простых, но действенных рекомендации, позволяющих сохранить дорогостоящее ИТ-оборудование и обезопасить систему хранения данных Вашего предприятия.

Надеюсь Вам было интересно!

С Уважением, Нестеркина Елена.

 

Фото №1 «Охлаждение серверной комнаты».

от фальшпола до погружения в масло

Система охлаждения в серверной забирает на себя до 40% энергоресурсов. Это серьезные издержки для любой компании. В этой статье мы постараемся рассказать, какие варианты кондиционирования существуют, какие новые технологии появляются на рынке, помогающие снизить затраты на эксплуатацию подобных систем.

По данным агентства Spiceworks, опросившего более тысячи европейских и американских компаний, крупные бренды львиную долю своего hardware-бюджета в 2018 году собираются потратить на оптимизацию систем энергоснабжения и охлаждения серверных.

Для многих предприятий вопрос сокращения потребления электроэнергии является критическим. Дата-центр потребляет огромное количество энергии, и этот показатель в течение 10 лет грозит увеличиться втрое. Учитывая ежегодный рост тарифов минимум на 10%, проблема серьезная. Причем от 30 до 40% энергии в стандартной серверной комнате уходит именно на охлаждение.

Новые технологии, появившиеся на рынке в последние несколько лет, позволяют сократить энергопотребление серверных в разы. Для примера, большие ЦОД в среднем забирают до 100 млрд. кВт в год, при этом 30% серверов трудятся вхолостую. Если даже повысить эффективность на 20%, получается экономия в 20 млрд. кВт, по ценам американского рынка электроэнергии это примерно 2 млрд. долларов.

 

Тренды в обустройстве дата-центров 2018 года

Прежде чем перейти к обзору новых технологий в области охлаждения серверных комнат, пара замечаний по поводу трендов в организации ЦОД на предприятии. По большому счету, классический дата-центр компании, когда все вычисления происходят в одном месте, сегодня это устаревшее явление.

В моде децентрализация. Мы уже писали про популярность гибридной модели ИТ-инфраструктуры предприятия, позволяющей совмещать удобство облачных сред, контроль и безопасность, предоставляемые традиционными сетями.

Большинство западных компаний, вне зависимости от размера и сферы деятельности, предпочитают часть важных данных и корпоративных приложений оставлять у себя, а часть вычислений передавать в облако. В чистом виде локальные сети (on premises) больше практически нигде не встречаются. Этот фактор необходимо учитывать при построении собственного мини дата-центра.

По утверждению издания Data Centre Knowledge, 2018 пройдет под знаком «периферийных» дата-центров. Периферийные вычисления ни завтра, ни послезавтра не смогут полностью заменить облако. Но подобные решения уже органично дополняют традиционные дата-центры и облачные сервисы в инфраструктуре многих компаний. Они используются для того чтобы разнести географически вычислительные мощности ближе к источникам данных с помощью так называемых микро дата-центров или хабов.

Считается, что все больше вычислительных ресурсов переходят к оконченным устройствам, составляющим мир «интернета вещей»: беспилотные автомобили, дроны и т.д. На данный момент 10% всей генерируемый компаниями цифровой информации обрабатывается за пределами традиционных централизованных дата-центров или облака. К 2020 году, по мнению Gartner, этот показатель достигнет 50%.

 

Варианты систем охлаждения для серверных

Десятилетиями в серверных комнатах использовалась система воздушного кондиционирования, где были оборудованы стойки, холодные и горячие коридоры и фальшпол. Воздух здесь прокачивается с помощью бытового или высокоточного (прецизионного) кондиционера, сделанного под параметры конкретного помещения.

Бытует мнение, что для системы серверов мощностью до 5 кВт отдельная серверная – лишние траты. Все оборудование можно утрамбовать в одну стойку и оставить ее в углу рабочего помещения. Для системы до 10 кВт достаточно бытового кондиционера. Это выглядит разумным, пока не берутся в расчет убытки от простоев, потери данных при сбоях в отсутствии регулярных бэкапов.

Система традиционного кондиционирования с фальшполом

В современном дата-центре практически невозможно встретить систему охлаждения в виде фальшпола (для него, кстати, критически важна высота полотков) и компрессорных кондиционеров, где горячий воздух переносится от внутреннего блока во внешнюю среду. Это экономически чрезвычайно затратно при большой плотности оборудования.

Сам процесс охлаждения в серверной комнате или мини дата-центре можно разделить на несколько частей:

• Охлаждение серверов.
• Охлаждение помещение.
• Выведение горячего воздуха за пределы помещения.

Современные решения являются комбинацией различных систем (воздушное, жидкостное охлаждение). Кондиционеры могут быть установлены на каждый серверный шкаф, сервер или даже процессор могут охлаждаться отдельно.

Есть варианты прямого (direct) и непрямого (indirect) кондиционирования. Второй обычно применяется в условиях, когда крайне нежелательно смешение воздуха в помещении с воздухом с улицы (загрязнение, насекомые и т.д.). В этом случае воздух перемещается по закрытой петле, отработанные потоки охлаждаются жидкостью (вода, этиленгликоль).

Считается, что системы жидкостного охлаждения более экологичны и экономичны. Экономия здесь идет за счет низкой стоимости хладагента, плюс такую систему легко масштабировать. По прогнозам, рынок жидкостных систем кондиционирования в мировом масштабе вырастет к 2020 году на 16%.

 

Погружение в масло

Новая продвинутая технология иммерсионного охлаждения серверов с помощью минерального масла была представлена на саммите OpenStack в ноябре прошлого года. Данный метод охлаждения не нов, он уже применяется в электрических трансформаторах и промышленных конденсаторах.

Во-первых, масло не проводит электричества, поэтому проблема возможных протечек решается сама собой. Во-вторых, это один из самых энергоэффективных вариантов. Масло обладает более высокой теплопроводностью, помогая лучше поглощать тепло и выводить его избытки.

В-третьих, как утверждают разработчики, такие системы готовы работать в экстремальных условиях даже на улице без постоянного контроля влажности и кондиционирования воздуха. Да и потом вода для охлаждения тоже в большинстве стран мира становится дефицитным ресурсом.

Подобное решение представила компания Horizon Computing. Их системы является, по сути, частью модульного дата-центра и представляют собой алюминиевый корпус размером 70x70x70 см, внутри которого могут располагаться четыре материнских платы microATX или восемь mini-ITX. Он заполнен специальным маслом, в который погружено оборудование. Правильная температура обеспечивается конвекцией радиатора.

Предположим, что процессор работает на полной мощности при температуре воздуха 32°С, его средняя температура составит 85°С. При наличие масла с температурой 34°С, средняя температура ЦП упадет ниже 65°С. При этом поддержание температурного режима в масляной ванне на уровне 34°C требует значительно меньше энергии, чем поддержание температуры воздуха в пределах 32°C.  Система также позволяет довести плотность размещения компонентов в одной стойке до 65 кВт.

 

Компактные модули на литиевых батареях

Еще один революционный вариант, способный обеспечить энергоэффективность охлаждения серверных, представила недавно компания Teslamiser. Традиционный подход базируется на непрерывных источниках энергоснабжения (UPS) от стационарных генераторов или свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Это дорого с точки зрения как капитальных, так и операционных издержек.

Новый подход основывается на применении компактных модулей, источников питания для охладителей. Компания предлагает использовать литиевые батареи, наподобие тех, что установлены на автомобилях Tesla. В комплекте идет система мониторинга, способная обеспечить резервное питание при отключении электричества и оптимизировать расходование энергии.

По утверждению разработчиков, подобный резервный модуль может быть установлен на любой бытовой или промышленный кондиционер или систему с переменным током высокого напряжения.

Проектирование и установка системы охлаждения серверной комнате в каждом отдельном случае это индивидуальное решение. Серьезный фактор – климатические условия региона, а также плотность оборудования.

По классификации  AFCOM, показатель плотности размещения 8 кВт на стойку уже считается достаточно высоким. В этом случае простым фрикулингом не обойтись, по крайней мере, в теплые периоды. Необходимо будет устанавливать компрессионные или жидкостные кондиционеры и оборудовать систему воздухоотвода.

Система мониторинга (в идеале охлаждение и энергопотребление должно контролироваться одной программой) для сложных комбинированных систем также является непременным условием их нормального функционирования.

Материал оказался полезным? Поделитесь с друзьями:

Охлаждение серверной, кондициониование ЦОД, выбор

Охлаждение серверной комнаты с помощью кондиционера с вытеснением 

Рассмотрим несколько вариантов охлаждение небольших серверных помещений с тепловыделениями до 5-7 кВт на стойку. Обычно для серверной комнаты с общим тепловыделением до 10-100 кВт применяют прецизионные кондиционеры прямого охлаждения с внешним воздушным конденсатором.  Очень важную роль играет размещение оборудования (стоек)  и кондиционеров в серверной, для того что бы обеспечить оптимальное распределение воздушных потоков от кондиционеров к стойкам,  избежать тепловых зон и локального перегрева стоек. Если в серверном помещении нет фальшпола, то необходимо использовать кондиционер с вытеснением серии JREF DX  компании HIREF, который установлен на специальной подставке. Конструкция подставки обеспечивает   распределение холодного воздуха в необходимую зону для охлаждения стоек с оборудованием. Для более эффективного охлаждения стоечного оборудования необходимо предусмотреть разделение холодного и горячего воздушных потоков с помощью специальных экранов и конструкций. Это решение эффективно используется для небольшой серверной на 2-6 стоек.

 

       

Охлаждение непосредственно серверной стойки — кондиционеры в стойку

Для серверной комнаты, которая  состоит из одной стойки, а помещение в котором она установлена, очень маленькое,  компания HIREF  разработала специальный кондиционер MRACK, который можно разместить прямо в стойку.  Решение оптимально подходит для соек с тепловыделениями до 7 кВт/стойка, при этом кондиционер занимает всего 7U (юнитов) пространства стойки. В особых случаях кондиционер можно установить над стойкой обеспечив необходимую циркуляцию воздушного  потока в стойке с помощью специальных конструкций над стойкой. Кондиционер MRACK является наиболее оптимальным решением для охлаждения 19’’ стойек , которым требуется точное поддержание температуры 24 часа в сутки. Охлаждающий блок, установленный в стойку,  используется в комплекте с компрессорно-конденсаторным блоком наружной установки, работающим в диапазоне от 3,6 до 7,3 кВт на R410A фреоне. Для повышения надежности предусмотрена установка резервного наружного компрессорно-конденсаторным блока, который работает параллельно основному. Кондиционер MRACK управляется специализированным программным обеспечением, разработанным специалистами HiRef и может объединить  оборудование в сеть (до 16 блоков). Основной контроллер может быть соединен с общей системой автоматизации, которая в случае аварии кондиционера, дает сигнал для открытия дверей в стойке  Внутристоечный кондиционер MRAC использует  инверторные технологии, которые позволяют обеспечить стабильное и энергоэффективное охлаждение стойки. Малое потребление электроэнергии и отсутствие пусковых токов дает возможность обеспечить электропитание кондиционера от источника бесперебойного питания (ИБП). 

 

              

Основные достоинства внутристоечного охлаждения серверной комнаты с использование инверторного кондиционера MRACK:

Модуляция мощности охлаждения от 30 до 100%.
Регулировка воздушного потока в соответствии с холодо-производительностью для энергосбережения.
 Высокая энергоэффективность при частичных нагрузках
 Стабильная температура охлаждения.
 Датчик расхода воздуха
 Возможность работы с высокими температурами охлаждаемого воздуха.
 Отсутствие воды в стойке.
 Простое наращивание системы охлаждения
 Возможность резервировать наружный (компресорно-конденсаторный) блок.
 При аварии подается сигнал для автоматического открытия двери стойки
 Наружные блоки малогабаритны, малый вес
Небольшие эксплуатационные затраты.

 Охлаждение серверной стойки прецизионными моноблочными кондиционерами 

Это решение от компании HIREF подходит для серверной комнаты, состоящей из одной или нескольких стоек и применимо в тех случаях, когда негде разместить наружный блок. Моноблочный кондиционер HRCM устанавливается рядом со стойкой и охлаждает непосредственно стойку, с помощью воздуховода горячий воздух отводится наружу, я через другой воздуховод подается наружный воздух для охлаждения встроенного конденсатора. Система возврата горячего газа уменьшает колебания температуры на выходе кондиционера, в случае очень низкой тепловой нагрузки. Благодаря моноблочному исполнению стоимость монтажа такого кондиционера  очень низкая и занимает мало времени.

        

HRCM это новое поколение межрядных кондиционеров для охлаждения высоконагруженных стоек. Встроенная секция конденсатора обеспечивает значительное снижение затрат на монтаж системы, благодаря отсутствию необходимости прокладки фреонопроводов. Фланцы воздуховодов для конденсатора расположены на верхней части устройства, что обл егчает работы по установке. Энергоэффективные, ЕС-вентиляторы, используемые в испарительных и компрессорно-конденсаторных секциях,  позволяют  HRCM адаптироваться к различныv конфигурациях воздуховодов и достигать высокой эффективности при частичных нагрузках. 

 

      

Моноблочные кондиционеры  HCRM производятся в двух вариантах  на мощность тепловыделений в стойке  6 кВт и 10 кВт.  

Основные достоинства  охлаждения серверных стоек с использование моноблочного кондиционера HCRM: 
Модуляция мощности охлаждения от 20 до 100%.
Регулировка воздушного потока в соответствии с холодо-производительностью для энергосбережения.
 Высокая энергоэффективность при частичных нагрузках.
 Стабильная температура охлаждения.
 Возможность работы с высокими температурами охлаждаемого воздуха.
 Отсутствие воды в стойке.
 Простое наращивание системы охлаждения
 Низкая стоимость монтажа.
 Отсутствует наружный блок
Небольшие эксплуатационные затраты 

 Охлаждение серверной прецизионными кондиционерами через фальшпол

Для серверного помещения, где используется более 6-8 стоек необходимо предусматривать фальшпол, для эффективного распределения воздушных  потоков и соблюдать правило холодного и горячего коридора. Такой подход позволяет оптимальное распределение воздушного потока в серверном помещении для предотвращения смешивания горячего и холодного  потоков с различными температурами. Данное решение позволит  избегать опасных горячих точек и ненужных холодных пятен. 

       

Если установить специальные панели, которые перекрывают потолочное пространство между стойками и  герметизируют холодный коридор, то удельную мощность на стойку можно увеличить до 12 -15 кВ./стойка. При увеличении удельной мощности на стойку нужно не забывать о высоте фальшпола и правильно произвести его расчет. Для энергоэффективного охлаждения под фальшполом создается постоянное воздушное давление, которое регулируется в процессе изменения тепловой нагрузки — автоматически.    Для такой компоновки хорошо подходят шкафные кондиционеры HIREF серии TREF  в диапазоне  единичной мощности от 20 до 100 квт. При построении серверной с такой архитектурой  системы охлаждения   на прецизионных  кондиционерах серии TREF  возможно построить не только серверную, но и ЦОД с мощностью тепловыделений до 200 кВт. Если применить модульное  построение ДАТА ЦЕНТРА суммарную мощность тепловыделений  можно довести до 300 кВт и выше. 

   

     

 

Эффективность  системы охлаждения через фальшпол  гарантируется контролем статического давление под фальшполом, что позволяет избежать  потери энергии на создание избыточного давления воздуха, а также избежать необходимости подачи более холодного  воздуха, для чего требуется дополнительная холодопроизводительность кондиционеров. Статическое давление под полом, которое создают шкафные кондиционеры,  зависит от количества единиц шкафных кондиционеров, утечек, потерь. Таким образом, модулирующие вентиляторы шкафных кондиционеров  поддерживают постоянное статическое давление под фальшполом, что обеспечивает энергосбережение.

Серия инверторных кондиционеров NRG компании HIREF позволяет  увеличить энергоэффективность охлаждения серверной или Дата Центра, за счет применения новейших  (BLDC) электронно-коммутируемых компрессоров и воздушных вентиляторов.  В режиме частичных нагрузок, для стандартных условий охлаждения, инверторные кондиционеры серии NRG позволяют снизить энергопотребление  на 20-40%.

Основные достоинства системы охлаждения серверного помещения через фальшпол  с использование инверторных кондиционеров:

Модуляция мощности охлаждения от 30 до 100%;
Регулировка воздушного потока в соответствии с холодо-производительностью для энергосбережения.
 Высокая энергоэффективность при частичных нагрузках
 Стабильная температура охлаждения.
 Возможность работы с высокими температурами охлаждаемого воздуха;
 Отсутствие воды в помещении.
 Простое наращивание системы охлаждения
 Простота резервирования N+1, N+2 и т.д
 Контроль и поддержание влажности
 Подмешивание  свежего воздуха в помещение
 Наружные блоки малогабаритны, малый вес
Небольшие эксплуатационные затраты

 

Охлаждение серверной через фальшпол с использованием кондиционера с модулем прямого фрикулинга (свободного охлаждения)

Когда температура наружного воздуха ниже температуры в  серверном помещении, то следует рассмотреть решение с прямым  свободным охлаждением оборудования серверной. Прямое свободное охлаждение является наиболее энергоэффективной конфигурацией, поскольку охлаждающая мощность обеспечивается без использования какого-либо механического теплообмена, используется только наружный  воздух, который проходит дополнительную очистку.

 

      

Это решение широко используется для  серверных любой мощности. Компания HIREF разработала модули прямого свободного охлаждения для серии TREF и JREF, которые можно заказать ка дополнительную опцию.  Инверторный кондиционер с модулем фрикулинга позволяет использовать охлаждение фрикулингом практически круглогодично. Единственный недостаток такой системы это сложная фильтрация наружного воздуха, особенно если серверная находится в особо запыленной зоне. 

 

Охлаждение серверной через фальшпол с использованием кондиционера с не прямым фрикулингом (свободным охлаждением)

Компания HIREF разработала инверторный кондиционер HICUBE со встроенным теплообменником воздух-воздух , который обеспечивает не прямой фрикулинг.  Мощность одного модуля состоящего из воздушного инверторного кондиционера совмещенного с модулем не прямого фрикулинга составляет 22 кВт по холоду.  Модуль не прямого свободного охлаждения состоит их теплообменника воздух / воздух и модулирующего внешний воздушный поток вентилятора, который позволяет регулировать требую холодопроизводительность. Далее  воздух с модуля свободного охлаждения поступает в инверторный кондиционер. Если мощность модуля не прямого свободного охлаждения не обеспечивает требуемую мощность охлаждения серверной, то подключается модуль инверторного кондиционера и обеспечивает недостающую мощность охлаждения. Таким образом модуль свободного охлаждения может работать до тех пор пока температура наружного воздуха сравняется с температурой воздуха в  серверной, после чего модуль отключается и переходит на 100% охлаждение от инверторного кондиционера.  

 .

      

Отметим, что при работе на частичных нагрузках инверторный кондиционер имеет очень высокий СОР и обеспечивает очень высокую энергоэффективность системы в целом. Это решение широко используется для небольших серверных. Еще одно преимущество такой системы отсутствуют сложные фильтры внешнего воздуха.

  

Охлаждение серверной большой мощности с использованием не прямого фрикулинга (свободного охлаждения)

Использование теплообменника воздух-воздух, который устанавливается отдельно от кондиционера, позволяет увеличить его мощность. Такое решение применимо для серверных большой мощности.  В режиме механического (компрессорного) охлаждения система фрикулинга отключена, но как только внешняя температура воздуха станет ниже температуры в серверном помещении, система непрямого фрикулинга включается в работу.    

 

       

После теплообменника  воздух-воздух воздушный поток  поступает  в инверторный кондиционер, который обеспечивает недостающую мощность охлаждения, таким образом мы можем использовать 100% фрикулинга. Конструктивно теплообменник воздух-воздух выполняется за пределами серверного помещения и не занимает место в серверной.  

 Основные достоинства охлаждения серверной комнаты с использованием не прямого фрикулинга и инверторного кондиционера :

Круглогодичное использование 100% фрикулинга
 Стабильная температура охлаждения.
 Модуляция мощности охлаждения от 30 до 100%.
 Высокая энергоэффективность при частичных нагрузках
 Регулировка воздушного потока в соответствии с холодо-производительностью для энергосбережения.
 Возможность работы с высокими температурами охлаждаемого воздуха.
 Комплект для подачи свежего воздуха (с регулирующими демпферами)
 Отсутствуют сложные фильтры внешнего воздуха
 Наружные блоки малогабаритны, малый вес
Небольшие эксплуатационные затраты
Простой сервис

Охлаждение серверной | АквилонСтройМонтаж

Охлаждение серверной – помещения, в котором размещаются компьютеры, сервера, очень важно для полноценной работы предприятия. Это важнейшие технические объекты, несущие всю информационную базу и обеспечивающие связь компании с внешним миром. При работе оборудование выделяет тепло. Если не избавляться от него, то это пагубно скажется на функционировании электроники. При этом нужно добиться не только охлаждения серверной комнаты, но и соблюсти ряд других параметров – поддерживать на определенном уровне влажность и устранять запыленность. В противном случае дорогостоящая электронная техника быстро выйдет из строя. Именно поэтому грамотно спроектированные системы кондиционирования – первостепенная задача при обустройстве серверного помещения.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить ее.

Система охлаждения серверной

Существует несколько разных систем, обеспечивающих охлаждение серверных помещений. Однако не все климатические системы одинаково эффективно справляются с поставленными задачами. Давайте рассмотрим самые распространенные методы кондиционирования и постараемся найти оптимальное решение.

5 причин приобрести системы охлаждения помещений от АквилонСтройМонтаж

 

1. Использовании технологии Регулируемой газовой среды

 

2. Поддержание заданного температурного режима в каждой точке объема помещения

 

3. Точное распределение воздушного потока при заданной температуре.

 

4. Подбор оборудования исходя из существующей теплоизоляции

 

5. Комплексное использование охлаждения и вентиляции

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

Сплит-система

1.Сплит-система подойдет для небольших помещений с умеренным количеством компьютерной техники. Это могут быть бытовые или промышленные сплит-системы повышенной мощности. Используются разные типы – канальные, настенные, колонные, реже – потолочные. Желательно, еще на стадии проектирования предусмотреть дублирующую климатическую систему на случай поломки основной. Дополнительно приходится монтировать зимний комплект и другие опции для исключения вероятности поломки. Отсюда можно сделать вывод, что охлаждение в серверной при помощи сплит систем имеет немало недостатков:

• Температура поддерживается с недостаточной точностью.
• Воздух чрезмерно иссушается, что приводит к лишней наэлектризованности.
• Неэффективная система фильтрации и малая мощность вентиляторов приводят к появлению пыли, губительной для серверов.
• Конденсация выделяемой влаги сопровождается лишним расходом энергии, поэтому КПД понижается.
• Круглосуточная и круглогодичная эксплуатация системы очень быстро приводит к выработке ресурса.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры стоят дороже, но гораздо надежнее, если нужно охлаждение для серверной. Это профессиональные климатические системы, способные точно поддерживать заданную температуру и создавать необходимый уровень влажности. По сравнению со сплит-системами они обладают рядом неоспоримых достоинств:

• Точнейший температурный режим и уровень влажности.
• Могут работать круглогодично без перебоев.
• Спокойно выдерживают эксплуатацию при сильном морозе и жаре. Некоторые из них выдерживают показатели от -60 до +60С.
• Совместимы с системами управления и диспетчерского контроля.

Классификация этих систем обширна. Они могут выполняться по типу моноблоков или сплит-систем, но при этом имеют совсем другие характеристики. Стандартная система состоит из каркаса с автоматикой, фильтрами, теплообменниками, вентиляторами, силовой электрикой и элементами холодильного контура. Панели надежно защищают все содержимое от негативных внешних воздействий. Их принцип работы достаточно прост. Прибор забирает воздух из помещения или снаружи, внутри он охлаждается, увлажняется и выпускается в помещение. Забор воздуха осуществляется разными способами – снизу или сверху.

Исходя из площади серверной, можно рассматривать три варианта систем охлаждения:

• Охлаждается вся площадь в целом.
• Обслуживается каждый ряд серверов по отдельности.
• Индивидуальное обслуживание каждой стойки и серверного шкафа.

Чаще всего отдают предпочтение первому способу, так как он достаточно эффективен и при этом прост в выполнении. Но стоит отметить неравномерное расхождение охлажденного воздуха, поэтому его целесообразно использовать только для небольших помещений. Кондиционирование по рядам считается более рациональным. На каждый ряд устанавливается отдельный блок, отвечающий за охлаждение.

Если вас интересует охлаждение серверной, но вы не знаете, какому способу отдать предпочтение, то просто обратитесь к нашим специалистам. Квалифицированная помощь быстро решит ваши проблемы. Компания «АквилонСтройМонтаж» по вашему запросу займется разработкой индивидуальной системы в зависимости от площади помещения, количества и технических характеристик установленного в нем оборудования. У нас вы можете рассчитывать на умеренные цены, высокое качество оборудования и предоставляемых услуг.

Охлаждение серверных помещений — Инжиниринговая компания ООО «СТГ»

Для корректного функционирования ИТ-инфраструктуры важно организовать правильное холодоснабжение серверной, т.е. продумать, как круглосуточно поддерживать заданные параметры по температуре, влажности и давлению воздуха.

При решении этой задачи часто компании допускают типичные ошибки (например, установку штатных сплит-систем, отсутствие резервирования), что приводит к уменьшению срока службы ИТ-оборудования и, в конечном итоге, выходу его из строя.

Поэтому система кондиционирования и охлаждения для серверной должна быть спроектирована и установлена специалистами, напрямую знакомыми с особенностями данного типа помещений.

Основные требования к кондиционированию сервера

Холодоснабжение серверной может быть организовано двумя путями: за счет естественных притоков воздуха с минимальными доработками вентиляции, и с помощью специальной системы кондиционирования и охлаждения для серверной. 

Второй вариант – надежный и гарантирует стабильную работу ИТ-инфраструктуры, т.к. позволяет управлять тремя критериями:

• температурой в помещении,
• влажностью воздуха,
• объемом воздушных потоков.

Остановимся более подробно.

Температура. Для большинства серверных, учитывая стандарты производителя и ASHRAE (Общества инженеров по нагреванию, охлаждению и кондиционированию воздуха), идеальная температура – 22-24 С°. Достигается благодаря грамотному размещению охлаждающих установок.

Влажность. Замкнутый контур в серверной комнате способствует пересыханию воздуха и провоцирует появление статического электричества на платах. Поэтому в ЦХОД должна поддерживаться относительно высокая влажность.

Объем воздуха и давление. Согласно технической спецификации для каждого сервера есть свои установленные нормы объема прокачиваемого воздуха (CFM). Таким образом, установка для кондиционирования серверной должна обеспечивать не только требуемую температуру и влажность, но и определенный объем воздушных масс, а также уровень давления выше соседних помещений.

Какое оборудование для охлаждения выбрать?

Для системы охлаждения серверного помещения рекомендуется использовать кондиционеры промышленного или полупромышленного назначения, т.к. необходимо обеспечить круглосуточное холодоснабжение и соответствие нормам.

Для систем охлаждения центр хранения и обработки данных оптимальна установка прецизионного кондиционера. Это позволит:

• устанавливать точный температурный режим ± 1 градус,
• контролировать влажность ± 5 процентов,
• контролировать объем подаваемого воздуха и давление в помещение.

Его можно использовать 24/7, при этом срок службы составляет до 10 лет. Прецизионные кондиционеры для серверной достаточно энергоемки, что в дальнейшем окупит первоначальные затраты.

Для небольших пространств возможно использование полупромышленных кондиционеров или доработанных серийных моделей сплит-систем. При выборе сплит системы для серверной следует обратить внимание на такие моменты, как возможность контроля влажности воздуха, время функционирования и т.д. С учетом того, что обычно время бесперебойной работы сплитов не более 8 часов, следует заранее предусмотреть блок ротации кондиционеров в серверной комнате.

Заказывайте монтаж у профессионалов

Для эффективного кондиционирования серверной важно еще на этапе проектирования учесть все нюансы: расположение серверных шкафов, их укомплектованность, присутствие потенциальных источников теплопритока, наличие бытовой вентиляции и др.

Компания «СТГ» готова обеспечить установку системы кондиционирования и охлаждения для серверной «под ключ»:

• разработать проект, исходя из особенностей пространства,
• подобрать оборудование,
• выполнить монтаж холодильного оборудования, воздуховодов, магистральных каналов и пр.
• провести пусконаладочные работы и обучить персонал.

Мы осуществляем гарантийные обязательства в течение одного года и оказываем техническую поддержку в последующем.

Как охладить серверную комнату: параметры и требования

Для неподготовленного взгляда серверная комната выглядит как масса гудящих машин, занимающих место. Но для компании, которая полагается на данные, хранящиеся на серверах, эта комната обеспечивает выполнение нескольких операций, поддерживая бизнес в движении.

Если у вашего предприятия большая серверная, защита ее от повреждений должна быть главным приоритетом. Скачки температуры представляют собой угрозу безопасности и эффективности вашей серверной.

Фактически, недостаточное охлаждение серверного помещения может привести к остановке работы. Так было в случае с Microsoft, когда на части серверов компании произошел скачок температуры, в результате чего два ее веб-сайта были отключены на 16 часов и повлияли на программное обеспечение облачного хранилища.

Понимание ваших вариантов систем охлаждения серверных и доступных планов резервного копирования вооружит вашу компанию защитным щитом на случай непредвиденных ситуаций.

Прочтите, чтобы узнать о типах систем охлаждения центров обработки данных и о том, как защитить серверную комнату.

Когда кондиционер не подходит для охлаждения серверной

Считаете, что запуск кондиционера — это стратегия охлаждения серверной, на которую вы можете положиться? Вы можете пересмотреть это. Кондиционер — это постоянная система охлаждения серверной комнаты. Но по мере увеличения использования сервера или размера серверной комнаты этой исходной системы будет недостаточно.

Реальность такова, что для больших серверных комнат требуется нечто большее, чем просто кондиционер для регулирования температуры оборудования. Вот почему:

Кондиционеры не всегда соответствуют требованиям к охлаждению центров обработки данных. Дата-центрам требуется круглосуточное охлаждение . Большинство кондиционеров не предназначены для работы круглосуточно и без выходных. Постоянная работа вашего кондиционера увеличивает нагрузку на машину и увеличивает счета за электроэнергию. Поэтому, когда дело доходит до охлаждения серверного помещения, кондиционирование воздуха не является идеальным решением.

Еще одна причина, по которой кондиционирование воздуха не соответствует требованиям к охлаждению центра обработки данных, — это ограниченная способность регулировать факторы, не относящиеся к температуре. Другими словами, кондиционеры не могут защитить ваше оборудование от потенциально опасной влажности .Когда уровень влажности повышается, на машинах может образовываться конденсат и возникать проблемы. Кондиционеры не предназначены для уменьшения количества влаги в воздухе и устранения влажности так, как это могут сделать настоящие системы охлаждения серверных комнат.

Наконец, изменение сезона влияет на настройки кондиционера. Требования к охлаждению центра обработки данных указывают на то, что серверам требуется температура от 68 до 72 градусов для продолжения работы . В зимние месяцы вместо кондиционера включается обогреватель.Даже когда в вашей серверной работает кондиционер, повышение температуры в других частях здания оказывает влияние.

Как видите, кондиционера недостаточно для охлаждения большой серверной. К счастью, существуют системы охлаждения серверных комнат, отвечающие потребностям оборудования. Давайте рассмотрим их ниже!

Решения для охлаждения центров обработки данных

Мы рассмотрели, почему одни только кондиционеры не удовлетворяют требованиям к охлаждению центра обработки данных. Пришло время поговорить о решении, которое может удовлетворить ваши потребности в охлаждении серверной комнаты — точечных кулерах.

A / C — это постоянная система, которая нуждается в поддержке для охлаждения серверной комнаты. Дополнительная машина, которая помогает контролировать температуру, является идеальной системой поддержки. Точечные охладители — это портативные охлаждающие устройства, предназначенные в качестве дополнения к источнику охлаждения и решения множества проблем, связанных с контролем температуры. Они работают, забирая окружающий воздух через возврат, который проходит через змеевик с замкнутым контуром, содержащий хладагент, снижая температуру в помещении. Затем холодный воздух откачивается обратно в комнату через приточную трубу.

В отличие от кондиционеров, точечные охладители способны бороться с влажностью . Как упоминалось выше, высокая влажность приводит к образованию конденсата на машинах. Капли воды на машинах — это кошмар серверной. Точечные охладители отсасывают из воздуха лишнюю влагу, чтобы контролировать уровень влажности.

Точечные охладители не только осушают, но и энергоэффективны. Они потребляют меньше энергии, чем кондиционеры, но при этом обеспечивают отличное охлаждение.Поскольку энергоэффективные технологии лучше для планеты и для вашей прибыли, точечные кулеры в этой области беспроигрышны. Посмотрите, сколько энергии требуется для различных точечных кулеров, в этой удобной таблице.

С точечными охладителями вам не придется иметь дело со сложным оборудованием и системами охлаждения данных, требующими больших затрат на обслуживание. Простота использования точечных охладителей — вот что привлекает к ним многие компании. Установка обычно выполняется в течение пары часов, а выбор желаемой температуры — простой процесс.

Зачем нужна резервная система охлаждения

Важность систем охлаждения серверных помещений очевидна. Но не менее важно иметь надежную систему резервного копирования, такую ​​как портативный кулер.

Одной из основных причин для добавления резервной системы охлаждения является спасение оборудования на случай непредвиденных аварий . Когда ураганы вызывают массовые перебои в подаче электроэнергии, кондиционеры выходят из строя, и плохо подготовленные компании остаются с серверными комнатами без других средств регулирования температуры.

Еще одним преимуществом резервной системы охлаждения является ее способность мгновенно включиться. Если система охлаждения выходит из строя, можно использовать переносную систему охлаждения, чтобы поддерживать регулирование температуры. Поскольку скачки температуры могут привести к повреждению серверов за короткий промежуток времени, наличие у резервной копии может помешать компании раскошелиться на огромные суммы из-за повреждения .

От стихийных бедствий до неисправностей машин — есть определенные ситуации, которые даже самые организованные компании никогда не ожидают.В этих случаях вы можете арендовать портативную систему охлаждения для центра обработки данных, пока проблема будет решена. Знание того, что ваши серверы хорошо защищены, приносит душевное спокойствие.

Сохраните свои технологии с портативным охлаждением

Ваши серверы — это актив, который стоит беречь. Для обеспечения того, чтобы ваша серверная комната была хорошо оборудована на случай чрезвычайных ситуаций, критически важно наличие дополнительной системы охлаждения.

Благодаря множеству систем охлаждения, включая чиллеры, агрегаты DX и точечные охладители, Portable Air предлагает решение для вашей серверной.

С 1987 года Portable Air удовлетворяет потребности предприятий в охлаждении во Флориде и Техасе. Мы обслуживаем клиентов в Орландо, Центральной Флориде, Хьюстоне, Пирленде, Южном Техасе и Юго-Востоке США. Кроме того, мы можем порекомендовать других поставщиков услуг, если вы не находитесь в нашей зоне обслуживания.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших системах охлаждения и наших услугах. Не горячись!

Охлаждение малых серверных помещений | Охлаждение периметра Liebert

Найдите идеальное решение Liebert для охлаждения небольших помещений для вашего центра обработки данных, включая Liebert MiniMate2, Liebert PDX и Liebert CRV.Эти решения для охлаждения центров обработки данных предлагают превосходное охлаждение и контроль влажности, компактные конфигурации и различные варианты монтажа, например охлаждение в ряду. Решения специально разработаны для экономии места и защиты электронного оборудования в небольших помещениях. Наши интеллектуальные решения для управления тепловым режимом, самооптимизирующиеся и быстро развертываемые, делают ваш центр обработки данных таким же динамичным, как и ваш бизнес.

Автономное охлаждающее устройство для центра обработки данных, которое идеально подходит и предназначено для охлаждения серверных стоек в малых и средних центрах обработки данных.Liebert® CRV включает элементы управления Liebert® iCOM и PACC, а также компрессор с цифровой спиралью для обеспечения высокой надежности и оптимизированного управления теплом центра обработки данных.

Liebert DataMate — это небольшая система охлаждения для контроля температуры и влажности в режиме 7 × 24 в сетевых шкафах, компьютерных залах и других небольших помещениях.Его низкий профиль позволяет устанавливать его на полу или на стене, а также занимает мало места на полу или не требует его вовсе.

Liebert Mini-Mate — это система охлаждения компьютерного зала с нулевым размером занимаемой площади, обеспечивающая контроль температуры и влажности 7 × 24, а также фильтрацию воздуха. Он устанавливается над подвесным потолком и прост в обслуживании, для обслуживания требуется только доступ спереди.

Система охлаждения ЦОД с водяным охлаждением Liebert PCW обеспечивает высочайшую в отрасли эффективность, защиту и производительность для охлаждения серверных помещений. сетевые шкафы и другое кондиционирование воздуха в небольших помещениях.

Система охлаждения с прямым расширением Liebert PDX обеспечивает высочайшую в отрасли эффективность, защиту и производительность охлаждения серверного помещения на единицу площади.сетевые шкафы и другие небольшие помещения.

Сетевые коммутаторы, балансировщики нагрузки и маршрутизаторы

обычно располагаются в верхней и задней части стойки, вдали от воздушного потока холодного коридора в передней части шкафа. Такое размещение затрудняет прохождение холодного воздуха от передней части стойки к воздухозаборникам оборудования сетевого коммутатора, что со временем увеличивает вероятность отказа.SwitchAir помогает предотвратить сбой, направляя холодный воздух от передней части стойки к воздухозаборникам независимо от того, где установлено оборудование.

Разработанный для удовлетворения требований к охлаждению для небольших серверных помещений, сетевых шкафов и периферийных приложений мощностью до 3500 Вт на шкаф, стоечный охлаждающий модуль Vertiv ™ VRC для ИТ-оборудования объединяет мощное, масштабируемое и энергоэффективное охлаждение в компактном устройстве.Он помещается в большинство стандартных 19-дюймовых сетевых стоек, освобождая ценное пространство на полу. Он доступен в автономной или раздельной версии, чтобы соответствовать разным архитектурам здания.

Просмотрите всю линейку поддерживаемых нами продуктов для небольших помещений / в ряд, снятых с производства.

Expert Server Room Cooling and Monitoring Best Practices

Большинство людей знают, почему в серверной комнате должно быть холодно.Но охлаждение серверных комнат — это бесконечная битва. По мере того как технологии продолжают соблюдать закон Мура и увеличиваются как вычислительная мощность, так и потребление энергии на квадратный фут, становится теплее и появляются новые способы сбить с толку экологические системы вашей серверной. Каковы передовые практики решений для охлаждения серверных комнат?

Какие условия окружающей среды действительно необходимо контролировать?

Однако вы не можете просто позволить своим серверам работать при высоких температурах из-за страха повреждения. Также нельзя допускать, чтобы в серверной комнате или центре обработки данных была высокая или низкая влажность, которая может вызвать короткое замыкание в вашем оборудовании.Хотя это звучит достаточно просто, поскольку оборудование выдает 750 Вт на квадратный фут, этого недостаточно, чтобы просто запустить блок воздушного охлаждения и ожидать, что ваша серверная комната останется прохладной.

Воздух в серверной, особенно рядом с процессорами в вашем оборудовании, быстро поднимется до опасной температуры, если не будет должным образом охлажден и циркулирует. Вы не хотите, чтобы ваши серверы и смонтированное в стойке оборудование принимали горячий воздух, выходящий из других серверов, иначе вы, вероятно, увидите сбои оборудования или, по крайней мере, неэффективную работу сервера.

Даже если бы у вас было достаточно блоков переменного тока, чтобы поддерживать разумную температуру в серверной, вы бы потратили на это дорогостоящее количество энергии. Есть гораздо более эффективные способы поддерживать прохладу в серверной.

Важность поддержания прохлады в серверной комнате: предотвращение необратимых повреждений оборудования и дорогостоящего ремонта

Возможно, вы знаете, что важно поддерживать прохладу в серверной комнате и оборудовании, но вы не можете до конца понять причину. Сильная жара и высокая влажность могут серьезно повредить ваше критически важное оборудование.В случае сильного нагрева многие компоненты вашего оборудования рассчитаны на работу только в определенном температурном диапазоне. Если температура в серверной комнате превышает этот предел, части вашего оборудования могут перестать работать — или, что еще хуже, полностью поджариться, что приведет к необратимым повреждениям.

Что касается влажности, то это известный факт, что вода и электронное оборудование плохо сочетаются друг с другом. Ваше оборудование может обрабатывать небольшое количество воды, которое естественно находится в воздухе. Но если влажность упадет до определенного процента, вас ждут проблемы.Если уровень влажности в серверной комнате становится слишком высоким, вода в воздухе может вызвать короткое замыкание на вашем оборудовании.

Хотя вам может повезти просто высушить его, в большинстве случаев повреждение водой приводит к необратимому повреждению оборудования, и его необходимо будет заменить. Чтобы избежать замены дорогостоящего оборудования из-за предотвратимых повреждений, убедитесь, что ваша серверная комната находится под надлежащим наблюдением.

Современные методы охлаждения серверных комнат и центров обработки данных

Системы с жидкостным охлаждением могут помочь в охлаждении.Системы с жидкостным охлаждением пропускают охлажденную воду или жидкий хладагент через змеевики рядом с серверами и стойками, на них или через них, чтобы они оставались прохладными. Такие системы часто представляют собой закрытые системы, монтируемые в стойку, которые охлаждают и рециркулируют хладагент, когда он проходит над, под и вокруг вашего горячего оборудования. Конечно, жидкостное охлаждение стоит дорого и увеличивает объем вашей серверной.

Системы кондиционирования воздуха в серверной намного дешевле, но они просто не будут работать так хорошо, если не будут организованы таким образом, чтобы максимально увеличить охлаждающий потенциал.Необходимо контролировать поток холодного воздуха, и должен быть способ гарантировать, что серверы впускают холодный воздух, а выпускают горячий воздух и что они не выпускают горячий воздух во впускные отверстия других систем.

Чтобы справиться с этой проблемой, технические специалисты и менеджеры серверных комнат обращаются к стратегиям «горячего коридора», которые помогут контролировать воздушный поток. В этой стратегии серверы и стойки размещаются рядами так, чтобы их воздухозаборники были обращены друг к другу, а выпускные — в противоположную сторону. Это вызывает чередование холодных и горячих коридоров.

Холодный воздух закачивается через отверстия в фальшполе в холодных коридорах. Серверы всасывают холодный воздух и выпускают его в горячие коридоры. В горячих коридорах блоки CRAC (кондиционеры машинного зала) втягивают горячий возвратный воздух и охлаждают его, когда он перекачивается обратно под фальшпол для повторного входа в систему.

Мониторинг помогает поддерживать охлаждение серверной комнаты Проверить

Охлаждение серверной комнаты зависит от ряда различных переменных. К ним относятся воздушный поток, влажность, возврат и распределение оборудования.Вот почему вам необходимо контролировать эффективность экологических систем вашей серверной во многих местах.

Вы должны убедиться, что система работает правильно. Вы не можете просто предоставить контроль окружающей среды органам управления окружающей средой в серверной комнате, поскольку они размещаются только в тех местах, где легче всего контролировать охлаждение, воздушный поток и влажность.

Тот факт, что с вашими блоками CRAC все в порядке, не обязательно означает, что холодный воздух распределяется по нужным точкам в вашей серверной.Влажность в вашем пространстве возвратного воздуха может быть нормальным, но на полу серверной при другой температуре вы можете измерить что-то другое. Разнообразная среда серверной комнаты требует, чтобы вы разместили датчики и оборудование для мониторинга по всей серверной комнате.

Топ-3 стратегии для мониторинга ваших систем охлаждения

Конечно, размещение датчиков в серверной — непростая задача. Существует три основных стратегии мониторинга серверной комнаты:

1. . Вы можете контролировать области в помещении, где наиболее вероятны экстремальные условия.Если температура, воздушный поток и влажность находятся в пределах допустимого диапазона в самых экстремальных точках вашей серверной, вы можете быть уверены, что ваши системы охлаждения и распределение оборудования исправны.
2. Вы можете контролировать температуру, влажность и воздушный поток на уровне стойки. Если уровни окружающей среды находятся в пределах нормы на уровне сервера, внутри стоек, то, очевидно, ваше оборудование HVAC работает нормально.
3. Вы можете комбинировать две стратегии, чтобы уменьшить слабые стороны любой из них.Это самый дорогой маршрут, но самый тщательный и наиболее рекомендуемый для обеспечения сохранности вашего снаряжения.

TempDefender: максимальная защита для вашей серверной комнаты и оборудования

Для наблюдения за различными точками в серверной комнате с одного устройства, DPS Telecom создает TempDefender. TempDefender — это небольшой, монтируемый в стойку блок удаленной телеметрии (RTU), который может обрабатывать до 16 аналоговых датчиков, сообщающих обо всех факторах окружающей среды в вашей серверной.

Датчики для TempDefender могут быть соединены в гирляндную цепь, поэтому вам не придется прокладывать беспорядочные кабели обратно к TempDefender. Вы также можете закрепить датчики на расстоянии до 600 футов от RTU, что позволит вам перемещать датчики в самые крайние точки в вашей серверной с централизованно расположенного устройства, не беспокоясь о проблемах с подключением.

Будьте осторожны, измеряя таким образом систему охлаждения серверной. Обязательно направьте датчики на места, которые могут быть горячими. К ним относятся указанное выше оборудование, горячие проходы и около ваших самых горячих стоек.

Также следует размещать датчики там, где больше всего необходим воздушный поток. Сюда могут входить проходы с горячим воздухом по обе стороны от холодных.

Это обеспечит равномерное распределение холодного воздуха. Вы хотите, чтобы воздух, как холодный, так и горячий, эффективно проходил через систему. Потери и неэффективность приводят к тому, что серверные комнаты нагреваются и в процессе охлаждения расходуется больше энергии — это не так плохо, как полное расплавление, но все же не оптимально.

NetGuardian 216 G3: лучший RTU для онлайн-мониторинга окружающей среды

Если вы ищете решение «стойка-стойка», вам следует подумать о чем-то вроде пульта DPS Telecom NetGuardian 216 G3.Устройство имеет четыре аналоговых входа, с помощью которых можно измерять окружающую среду в стойке (или ряд датчиков на нескольких стойках), и 16 дискретных входов сигналов тревоги, чтобы вы могли напрямую контролировать свои серверы и другое оборудование.

NetGuardian 216 представляет собой комплексное решение, с помощью которого вы можете контролировать датчики окружающей среды и сухие контакты, поступающие непосредственно с ваших серверов, так что независимо от того, связана ли ваша проблема с окружающей средой или нет, вы об этом узнаете.

Установка RTU на каждую стойку — более дорогое решение, и, хотя оно обеспечивает прямой мониторинг ваших серверов, что поможет вам обеспечить их безопасность и непрерывную работу, оно не обязательно многое скажет вам о системах охлаждения в вашей серверной комнате, помимо адекватны они или нет.Измерение отдельных серверов и стоек вряд ли укажет вам на неэффективность системы.

Датчики для мониторинга показателей окружающей среды в серверной для защиты жизненно важного оборудования.

DPS также предлагает линейку датчиков, которые без проблем работают с вашим RTU, чтобы дать вам полный обзор окружающей среды в вашей серверной. Датчики с D-образным проводом позволяют измерять температуру, влажность и воздушный поток, и до 16 датчиков могут быть подключены последовательно друг к другу.Датчики позволяют вам мгновенно контролировать состояние серверной комнаты, чтобы вы могли решить проблему, пока не стало слишком поздно. Другие варианты датчиков включают датчик температуры с зондом, аналоговые датчики температуры и влажности без D-Wire, датчики дыма и внешние датчики погоды.

Мониторинг для полной видимости удаленного объекта: какое решение для мониторинга окружающей среды является лучшим?

Объединение обеих стратегий с TempDefender, NetGuardians и датчиками даст вам наиболее полное представление о состоянии вашей серверной.Хотя это может показаться большим вложением, вы не можете позволить себе оставлять свое оборудование уязвимым для повреждений.

Связанные темы:

Мониторинг температуры серверной комнаты.

Решения для охлаждения центров обработки данных

Решения для охлаждения ИТ-оборудования, от небольших сетевых шкафов до корпоративных центров обработки данных, сегодняшние небольшие серверные среды удовлетворяют растущие потребности в плотности серверных стоек. В какой-то момент создания систем HVAC было достаточно, чтобы удовлетворить потребности в охлаждении этих небольших компьютерных залов. Вопрос в том, сколько охлаждения действительно нужно?

Простые калькуляторы охлаждения — это быстрый и простой инструмент, но не все. Каждая серверная комната уникальна и требует особого подхода.

Переносные холодильные агрегаты могут работать в некоторых серверных, в то время как в других может быть слишком мало места. В некоторых случаях инженерная система охлаждения компьютерного зала может быть более эффективным и экономичным выбором в долгосрочной перспективе; в то время как точность, охлаждение в стойке может быть лучшим вариантом для других.Уже нет. Охлаждение серверной комнаты стало гораздо более важным приоритетом для сегодняшних ИТ-специалистов. Что наверняка, так это то, что открытые двери с вентиляторами, нагнетающими офисный воздух, больше не помогут.

Эксперты по охлаждению центров обработки данных в 42U могут помочь найти лучшее решение для охлаждения для каждого центра обработки данных, серверной комнаты и компьютерного шкафа.
Запланируйте оценку мощности и охлаждения серверной комнаты сегодня, чтобы узнать, как вы можете резко повысить эффективность и производительность в своей среде.

Система охлаждения Inrow Precision

Обычное охлаждение центра обработки данных затопляет всю комнату холодным воздухом — подход, который хорошо работает при минимальной плотности мощности. Охлаждение In-Row обеспечивает повышение производительности и эффективности за счет перемещения кондиционера по периметру комнаты ближе к фактической нагрузке. Установленные на полу или подвешенные к потолку, внутрирядные блоки охлаждения обеспечивают локальное целенаправленное охлаждение рядов серверных шкафов, заполняющих центр обработки данных.

Высокая плотность, высокая эффективность
Расстояние — краеугольный камень производительности заделки.Ни холодный, ни теплый отработанный воздух не должны далеко перемещаться, что позволяет устройству рассеивать высокие тепловые нагрузки. Гибкая охлаждающая среда
Решения Inrow, устанавливаемые на полу или над головой, состоят из вентиляторов и охлаждающего змеевика. В зависимости от продукта в охлаждающем змеевике будет использоваться охлажденная вода или хладагенты в качестве охлаждающей среды. Блоки на основе хладагента потребуют подключения к удаленной системе конденсатора, в то время как блоки на основе охлажденной воды традиционно подключаются к системам охлаждения.

Льготы

• ✓ Адаптируется ко всем основным производителям стоек и систем удержания стоек
• ✓ Установка на фальшпол / фальшпол
• ✓ Подходит для новых и существующих центров обработки данных; легко добавлять единицы по мере роста
• ✓ Используется в приложениях для локализации, открытой архитектуры и уменьшения горячих точек
• ✓ Верхняя или нижняя труба и силовые соединения
• ✓ 100% обслуживание через доступ спереди и сзади
• ✓ DX с естественным охлаждением (FC) Опции змеевика
• ✓ Различные варианты управления вентиляторами, позволяющие оптимизировать распределение воздуха

Охлаждение высокой плотности

Замкнутый контур высокой плотности обеспечивает охлаждение тепла серверной стойки за счет интеграции в ряд стоек центра обработки данных, обеспечивая, таким образом, наиболее эффективное охлаждение вашего ИТ-оборудования.Этот тип охлаждения лучше всего подходит для стоек обычно 10-30 кВт или выше (до 60 кВт) и малых и средних центров обработки данных с большой нагрузкой. А также строки POD с высокой плотностью в крупных центрах обработки данных, требующие охлаждения с высокой плотностью.

Горячий воздух всасывается из задней части серверов в боковую сторону охлаждающего устройства с помощью высокоэффективных вентиляторов. Охлаждая воздух с помощью теплообменника «воздух-вода», устройство подает холодный воздух обратно к передней части серверов, где рабочие температуры снижаются, и цикл продолжается.Мощность каждого блока масштабируется от 10 до 30 кВт, просто добавляя больше вентиляторов — 10 кВт соответствует одному вентилятору, а 30 кВт достигается с тремя вентиляторами. Дополнительным преимуществом является также увеличение экономии энергии.

Серверы

охлаждаются независимо от окружающего воздуха в центре обработки данных, поэтому охлаждение можно адаптировать к потребностям отдельных серверов или шкафов модульным способом. Адаптация охлаждающей способности к точным требованиям агрегата обеспечивает более эффективное охлаждение и использование энергии.

Увеличенная мощность доступна на той же площади, что и существующие модели — вы можете получить охлаждение мощностью 30 кВт от блока, ширина которого по-прежнему составляет всего 12 дюймов.

Льготы

• ✓ Самоадаптируется к изменяющимся условиям
• ✓ Легко устанавливается и доступен
• ✓ Масштабируемость для ваших текущих и будущих потребностей в охлаждении
• ✓ Более высокая энергоэффективность по сравнению с системами охлаждения по периметру
• ✓ До 30 кВт при использовании теплой воды, равной 59 ° F

Интегрированное охлаждение

Интегрированная система охлаждения представляет собой охлаждающий блок внутри основания стойки. Это наиболее точное охлаждение из имеющихся, поскольку стойка и кондиционер работают в тесном взаимодействии друг с другом.Холодному воздуху ничего не остается, кроме как проходить через серверы, а горячему воздуху ничего не остается, кроме как проходить через теплообменник. Интегрированное охлаждение обеспечивает вычислительную среду, которая термически нейтральна по отношению к остальной части комнаты. Эти интегрированные решения обычно могут охлаждать только до 3 кВт и предназначены для небольших ИТ-помещений и сетевых помещений.

Льготы

• ✓ Гибкость настройки и установки
• ✓ Повышенная доступность и меньшее время простоя из-за перегрева
• ✓ Более высокая энергоэффективность по сравнению с системами охлаждения по периметру

Готовы купить охлаждающее решение сегодня? Посетите серверные стойки онлайн

8 советов по поддержанию прохлады в небольших серверных комнатах и ​​туалетах

Следите за тем, чтобы в серверной комнате было прохладно, невозможно переоценить риск чрезмерного нагрева серверов.Данные и коммуникация в бизнесе — это то, что поддерживает его организованность и продуктивность, а их серверные комнаты и центры обработки данных — это сердцебиение, которое поддерживает все в работе. Неправильно поддерживаемый микроклимат или скачок температуры в серверной комнате без присмотра могут привести к потере бизнеса из-за простоев, снижению производительности и потере важных данных в случае повреждения оборудования. Это плохие новости.

Если вы думаете, что ваша ситуация иная, и ваша серверная комната достаточно мала или достаточно охлаждена, чтобы вам не нужно думать о мониторинге и контроле температуры окружающей среды, вы можете оказаться в состоянии грубого пробуждения.Как большие, так и маленькие, высокие температуры могут поставить любой бизнес на колени, см. Эти тематические исследования о бедствиях, связанных с температурой, от Mircosoft.

Кроме того, аналитик данных Джед Скарамелла из International Data Corp. (IDC) сказал: «Небольшие установки, такие как серверные шкафы и комнаты, имеют самые высокие проблемы с охлаждением», и это связано с тем, что они обычно не вкладываются в надлежащие методы охлаждения и лучшие практики.

Наша миссия в Enviromon — помочь ИТ-специалистам и владельцам бизнеса, таким как вы, защитить эти критически важные активы от экологических катастроф, чтобы вы могли защитить свою прибыль.Вот почему мы составили этот список советов и передовых методов, которые помогут вам поддерживать прохладу в серверных комнатах и ​​шкафах. Эти советы, наряду с нашими системами мониторинга окружающей среды, должны помочь вам предотвратить катастрофы, которых можно избежать.

Большинство технологических экспертов и компаний (включая Enviromon) сообщат вам, что оптимальный или рекомендуемый диапазон температур для серверной составляет от 64,4F до 80,6F , а относительная влажность должна быть в пределах 45-50%. Проверьте температуру в серверной комнате, и если вы заметите, что температура окружающего воздуха регулярно превышает середину 80 ° C ( по Фаренгейту, ), вы рискуете повредить свое оборудование или сократить срок его службы.Это может показаться не таким уж большим делом, но если температура будет регулярно превышать рекомендуемую, в конечном итоге что-то даст, и, скорее всего, в самый неподходящий момент.

Если вы не знаете, как вы можете проверять и поддерживать эти диапазоны, ознакомьтесь с нашими системами мониторинга окружающей среды, которые будут постоянно контролировать температуру в серверном помещении и сообщать о предупреждениях, если условия выходят за установленные пороговые значения. Намного лучше, чем настенный термостат или градусник, правда?

[БОНУС: здесь можно узнать, как измерить температуру и влажность в серверной]

Если вы замечаете, что в серверной или кладовой становится слишком жарко или просто не в пределах рекомендуемых уровней, этот список для вас.Вот несколько советов и предложений экспертов, которые помогут вам контролировать температуру в серверной.

1.) Для начала убедитесь, что ваша серверная (или кладовая) получает достаточный поток воздуха от кондиционеров и централизованных систем вентиляции.

Для этого вам нужно проверить несколько вещей. Во-первых, убедитесь, что в комнате есть отдельные приточные и возвратные вентиляционные отверстия. Таким образом, когда двери в комнату закрыты, воздух из кондиционера может эффективно входить и выходить.

Далее вам нужно будет самостоятельно измерить температуру окружающей среды в помещении и сравнить с тем, на что установлен контроль температуры.Если контроль температуры настроен на что-то иное, чем ваш независимый тест, это может означать, что он не получает достаточного воздушного потока и / или обратного воздушного потока недостаточно для эффективного управления климатом. Ваша комната должна быть в пределах одного-двух градусов разницы, если таковая имеется, от установленной температуры.

Если что-то из перечисленного не соответствует действительности, вы можете обратиться к местному специалисту по HVAC, чтобы он помог определить причины, или подумайте об аренде или покупке портативного устройства HVAC (подробнее об этом в совете 4)

2.) Проектирование планировки серверной комнаты с учетом холодных и горячих коридоров.

Это может быть новостью не для некоторых, но для тех, кто не знает или не уверен; организация горячих и холодных коридоров — это метод размещения серверных стоек таким образом, чтобы при наличии нескольких рядов серверных стоек вы хотели убедиться, что все они направляют горячий воздух в другом направлении, чем вход холодного воздуха. Обычно это означает, что передние стороны стоек обращены друг к другу и втягивают холодный воздух из холодного коридора внутрь и / или помещают задние стороны рядов стоек лицом друг к другу, вытесняя горячий воздух в горячий коридор.

Это действительно применимо только к тем, у кого несколько серверных стоек, но та же концепция может быть применена и к меньшим установкам. Примите во внимание вентиляцию помещения и спланируйте направление притока и вытяжки воздуха в соответствии со сторонами комнаты, отвечающими за входные отверстия для холодного воздуха и отверстия для возврата горячего воздуха.

Ваше решение будет зависеть от размера вашей комнаты, от того, сколько серверных стоек в ней занимает и от того, как циркулирует воздух, но концепция проста.Не направляйте горячий воздух с одного сервера в воздухозаборник другого.

3.) Используйте панели-заглушки в пустых местах серверных стоек, чтобы предотвратить слишком быстрое прохождение холодного воздуха и попадание горячего воздуха.

Установите заглушки, если в стойке есть неиспользуемые места. Без заглушек на панелях горячий воздух будет задерживаться в пустых пространствах и свести к минимуму эффективность поступающего холодного воздуха. Для получения дополнительной информации о заглушках панелей см. Это руководство от Dell.

4.) Установите специальное охлаждающее оборудование для серверной в дополнение к системам HVAC.

Портативный кондиционер — В зависимости от размера серверной комнаты доступно несколько вариантов. В помещениях небольшого и среднего размера портативные точечные охладители, работающие рядом с вашей системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, могут обеспечить необходимый импульс для охлаждения воздуха, поступающего непосредственно из ваших стоек.

Хотя цена на бытовые блоки переменного тока может показаться привлекательной, не выбирайте дешевый путь при работе с критически важными активами вашего бизнеса.Большинство жилых блоков переменного тока не предназначены для работы в режиме 24/7/365, что необходимо для ваших серверов. Кроме того, они также не удаляют влагу и влажность из воздуха, что является еще одной проблемой для серверных комнат, поскольку неправильный уровень влажности может привести к увеличению статического электричества или конденсации на оборудовании.

Если вы ищете предложение, AirPac предлагает широкий выбор портативных блоков переменного тока специально для серверных комнат с возможностью их аренды или покупки напрямую, произведенных прямо в Вирджинии, США.Они также предоставляют портативные кондиционеры для чрезвычайных ситуаций, которые можно взять напрокат в случае необходимости, а их команда доступна круглосуточно и без выходных.

Прецизионное охлаждение и изоляция — В комнатах большего размера и в комнатах, в которых используются конструкции с горячими и холодными коридорами, было бы разумно изучить изоляцию горячих проходов, чтобы горячий воздух, выходящий из серверных стоек, задерживался и направлялся непосредственно в блок переменного тока. остыла и отправлена ​​обратно. Это предотвратит циркуляцию горячего воздуха обратно в серверные стойки, что значительно снизит эффективность ваших усилий по охлаждению.

Что следует знать о технологиях охлаждения центров обработки данных

Средний центр обработки данных потребляет довольно много электроэнергии. Это не должно вызывать удивления, учитывая количество вычислительной мощности, которое им удается разместить на одном информационном этаже, не говоря уже об инфраструктуре охлаждения, необходимой для поддержания идеальной операционной среды для всего этого оборудования. В совокупности центры обработки данных потребляют около трех процентов мировой электроэнергии. В связи с появлением в ближайшие годы большего количества энергоемких гипермасштабных объектов потребление энергии, вероятно, продолжит расти, несмотря на повышение эффективности.

Быстрые ссылки

Для заказчиков колокации важно понимание характеристик питания и охлаждения инфраструктуры центра обработки данных, поскольку это помогает им лучше оценить свои потенциальные затраты и будущие вычислительные потребности. Например, схема энергоснабжения центра обработки данных может оказать серьезное влияние на то, как компания решит увеличить свои мощности. К счастью, возможности центра обработки данных по питанию и охлаждению, как правило, относительно легко оценить.

Энергопотребление центра обработки данных

Оценка требований к электропитанию — одна из первых задач, которую должна выполнить любая организация, когда она решает переместить активы в центр обработки данных.Потребляемая мощность оборудования обычно составляет значительную часть затрат на размещение, и развертывание мощных серверов в шкафах с высокой плотностью размещения будет дороже, чем сопоставимое количество менее впечатляющих устройств. Независимо от типа используемых серверов, им также потребуются блоки распределения питания (PDU), способные выдерживать большую силу тока, которую они потребляют во время использования.

Электрическая система центра обработки данных должна включать некоторый уровень резервирования, который включает системы бесперебойного питания (ИБП), аккумуляторные батареи и резервный генератор, который может обеспечить достаточную мощность в мегаваттах для поддержания работы объекта, если основное питание будет отключено в течение любого периода времени.В случае отключения электроэнергии системы ИБП будут поддерживать все вычислительное оборудование в рабочем состоянии достаточно долго, чтобы генератор мог выйти в оперативный режим. Во многих случаях инфраструктура электроснабжения центра обработки данных включает в себя несколько линий электропитания, подключенных к объекту, что обеспечивает дополнительное резервирование.

Объекты

Colocation также имеют четко определенные характеристики электропитания, в которых указано, сколько мощности они могут подать на каждый шкаф. Для развертываний с высокой плотностью размещения заказчики должны найти инфраструктуру центра обработки данных, способную обеспечивать от 10 до 20 кВт мощности на каждый шкаф.Хотя компании с гораздо более низкими потребностями в электроэнергии могут не беспокоиться об этих ограничениях на начальном этапе, им всегда следует иметь в виду, что их требования к мощности могут со временем увеличиваться по мере роста. Масштабирование операций в среде центра обработки данных с учетом схемы электропитания часто предпочтительнее, чем хлопот по переходу на совершенно другой объект.

Как охлаждаются центры обработки данных?

В традиционных методах охлаждения центра обработки данных используется комбинация фальшполов и инфраструктуры кондиционирования воздуха в компьютерном зале (CRAC) или обработчика воздуха в компьютерном зале (CRAH).Установки CRAC / CRAH будут создавать давление в пространстве под фальшполом и проталкивать холодный воздух через перфорированные плитки в воздухозаборники серверов. Как только холодный воздух проходит через компоненты сервера и выходит наружу в виде горячего выхлопа, этот воздух возвращается в CRAC / CRAH для охлаждения. Большинство центров обработки данных установили бы температуру возврата блока CRAC / CRAH в качестве основной контрольной точки для всей среды цеха обработки данных.

Проблема с этим развертыванием состоит в том, что оно неэффективно и не имеет точного контроля.Холодный воздух просто попадал в серверную. Хотя это работало достаточно хорошо для небольших развертываний с низкой плотностью и низкими требованиями к энергопотреблению, это работало хуже для больших площадей данных с более высокой плотностью. Вот почему большинство предприятий приняли стратегии сдерживания горячего и холодного проходов, чтобы физически отделить холодный воздух, предназначенный для впуска сервера, от горячего воздуха, выходящего через его вытяжные отверстия. Предотвращение смешивания этого воздуха обеспечивает более стабильную температуру и максимизирует эффективность, гарантируя, что холодный воздух остается холодным, а горячий воздух направляется в устройства обработки воздуха без повышения температуры окружающей среды.

Современные центры обработки данных используют множество инновационных технологий охлаждения центров обработки данных для поддержания идеальных и эффективных рабочих условий. Эти решения охватывают весь спектр от простых вентиляторов до гораздо более сложных технологий теплопередачи. Некоторые из них даже полагаются на внешние источники холодного воздуха или воды, чтобы обеспечить более энергоэффективное охлаждение центра обработки данных.

В чем разница между блоками CRAC и CRAH?

Кондиционер для машинного зала (CRAC) не сильно отличается от обычного кондиционера, в котором для охлаждения хладагента используется компрессор.Они работают, обдувая воздухом охлаждающий змеевик, заполненный хладагентом. Относительно неэффективные, они обычно работают на постоянном уровне и не позволяют точно контролировать охлаждение.

С другой стороны, в кондиционерах

для компьютерных залов (CRAH) используется установка с охлажденной водой, которая снабжает охлаждающий змеевик холодной водой. Воздух охлаждается, когда проходит над этим змеевиком. Хотя основной принцип аналогичен блоку CRAC, большая разница заключается в отсутствии компрессора, что означает, что CRAH в целом потребляет гораздо меньше энергии.

Какая идеальная температура для центра обработки данных?

По данным Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), средняя температура на входных отверстиях сервера (то есть воздуха, который втягивается в сервер для охлаждения внутренних компонентов) должна составлять от 18 до 27 градусов. Цельсия (или от 64,4 до 80,6 градусов по Фаренгейту) с относительной влажностью от 20 до 80 процентов. Однако это довольно большой диапазон, и Uptime Institute рекомендует верхний предел в 25 градусов по Цельсию (77 градусов по Фаренгейту).

Имейте в виду, что это рекомендуемая температура для фактических входных отверстий сервера, а не для всей серверной комнаты. Воздух вокруг серверов будет теплее просто из-за динамики теплопередачи. В частности, серверы высокой плотности выделяют огромное количество тепла. Вот почему в большинстве серверных обычно бывает намного холоднее, чем указанные выше пределы, обычно около 19 или 21 градуса по Цельсию (от 66 до 70 градусов по Фаренгейту).

Стоит отметить, что гипермасштабируемые центры обработки данных, которыми управляют такие крупные компании, как Google, часто работают при более высоких температурах, близких к отметке 27 градусов по Цельсию (80 градусов по Фаренгейту).Это потому, что они работают по модели «ожидаемого сбоя», которая предполагает, что серверы будут выходить из строя на регулярной основе, и создает резервные копии программного обеспечения для обхода отказавшего оборудования. Для крупного предприятия стоимость более частой замены отказавших серверов, чем обычно, может со временем оказаться менее затратной, чем стоимость эксплуатации гипермасштабируемого объекта при более низких температурах. Однако это редко верно для небольших организаций.

Технология охлаждения центров обработки данных

В то время как требования к электропитанию совместно размещенного оборудования являются основным фактором затрат на размещение, решения по охлаждению центра обработки данных также имеют большое значение.Высокая стоимость инфраструктуры охлаждения часто является одной из основных причин, по которой компании отказываются от локальных решений для обработки данных в пользу услуг колокации. Частные центры обработки данных зачастую неэффективны в отношении систем охлаждения. Им также обычно не хватает возможностей мониторинга объектов для колокационных объектов, что затрудняет им полную оптимизацию своей инфраструктуры для снижения требований к охлаждению.

В связи с быстрым увеличением плотности мощности многие компании вкладывают значительные средства в новые технологии охлаждения центров обработки данных, чтобы гарантировать, что они смогут использовать вычислительную мощность процессоров следующего поколения.Более крупные технологические компании, такие как Google, даже используют возможности искусственного интеллекта для повышения эффективности охлаждения. А ранее надуманные решения, такие как жидкостные системы охлаждения серверов, быстро становятся обычным явлением, поскольку компании экспериментируют с инновационными способами охлаждения нового поколения высокопроизводительных процессоров.

Одним из наиболее важных нововведений в управлении инфраструктурой центров обработки данных за последние годы стало применение прогнозной аналитики. Современные центры обработки данных генерируют огромные объемы информации о своих потребностях в питании и охлаждении.Наиболее эффективные предприятия используют эти данные для моделирования тенденций и моделей использования, что позволяет им лучше управлять потребностями в питании и охлаждении центров обработки данных. Захватывающие новые инструменты бизнес-аналитики, такие как отмеченная наградами платформа vXchnge in \ site , даже позволяют клиентам колокации отслеживать производительность сети и серверов в режиме реального времени. За счет отключения серверов в периоды низкого трафика и предвидения, когда потребности в электропитании и охлаждении будут максимальными, центры обработки данных смогли значительно улучшить свои показатели эффективности.

Определение технологий охлаждения центров обработки данных

Учитывая важность инфраструктуры охлаждения центра обработки данных, стоит уделить время изучению некоторых широко используемых и новых технологий охлаждения центра обработки данных.

Калиброванное векторное охлаждение (CVC)

Технология охлаждения центра обработки данных, разработанная специально для серверов с высокой плотностью размещения. Он оптимизирует путь воздушного потока через оборудование, позволяя системе охлаждения более эффективно управлять теплом, что позволяет увеличить соотношение печатных плат на шасси сервера и использовать меньше вентиляторов.

Система охлажденной воды

Система охлаждения центра обработки данных, обычно используемая в центрах обработки данных среднего и крупного размера, в которой используется охлажденная вода для охлаждения воздуха, поступающего от устройств обработки воздуха (CRAH). Вода подается чиллерной установкой, расположенной где-то на территории объекта.

Конструкция холодного / горячего коридора

Распространенная форма развертывания серверной стойки центра обработки данных, в которой используются чередующиеся ряды «холодных коридоров» и «горячих коридоров». Холодные коридоры имеют воздухозаборники холодного воздуха на передней части стоек, а горячие коридоры состоят из выпускных отверстий горячего воздуха на задней стороне стоек.Горячие коридоры направляют горячий воздух в воздухозаборники системы кондиционирования для охлаждения, а затем отводят в холодные коридоры. Пустые стеллажи заполняются панелями-заглушками, чтобы предотвратить перегрев или потерю холодного воздуха.

Кондиционер компьютерного зала (CRAC)

Одна из наиболее распространенных особенностей любого центра обработки данных, блоки CRAC очень похожи на обычные кондиционеры, приводимые в действие компрессором, который втягивает воздух через охлаждающий блок, заполненный хладагентом. Они довольно неэффективны с точки зрения энергопотребления, но само оборудование относительно недорогое.

Обработчик воздуха компьютерного зала (CRAH)

Блок CRAH функционирует как часть более широкой системы, включающей установку охлажденной воды (или чиллер) где-то на предприятии. Охлажденная вода протекает через охлаждающий змеевик внутри агрегата, который затем использует модулирующие вентиляторы для забора воздуха извне. Поскольку они работают за счет охлаждения наружного воздуха, блоки CRAH намного более эффективны при использовании в местах с более низкими годовыми температурами.

Критическая нагрузка охлаждения

Это измерение представляет собой общую полезную охлаждающую способность (обычно выражаемую в ваттах мощности) на полу центра обработки данных для целей охлаждения серверов.

Прямое охлаждение микросхемы

Метод жидкостного охлаждения центра обработки данных, который использует трубы для подачи охлаждающей жидкости непосредственно к охлаждающей пластине, которая встроена в процессоры материнской платы для рассеивания тепла. Отведенное тепло подается в контур охлажденной воды и отводится в холодильный агрегат объекта. Поскольку эта система охлаждает процессоры напрямую, это одна из наиболее эффективных форм системы охлаждения серверов.

Испарительное охлаждение

Управляет температурой, подвергая горячий воздух воздействию воды, в результате чего вода испаряется и забирает тепло из воздуха.Вода может подаваться либо в виде системы туманообразования, либо в виде влажного материала, такого как фильтр или мат. Хотя эта система очень энергоэффективна, поскольку в ней не используются блоки CRAC или CRAH, для нее требуется много воды. Градирни центра обработки данных часто используются для облегчения испарения и передачи избыточного тепла в атмосферу.

Естественное охлаждение

Любая система охлаждения центра обработки данных, которая использует внешнюю атмосферу для подачи более холодного воздуха в серверы, а не для постоянного охлаждения одного и того же воздуха.Хотя это может быть реализовано только в определенных климатических условиях, это очень энергоэффективная форма системы охлаждения серверов.

Погружная система

Новое инновационное решение для жидкостного охлаждения центра обработки данных, при котором оборудование погружается в ванну с непроводящей, негорючей диэлектрической жидкостью.

Жидкостное охлаждение

Любая технология охлаждения, использующая жидкость для отвода тепла из воздуха. Жидкостное охлаждение центра обработки данных все чаще относится к решениям прямого охлаждения, при которых компоненты сервера (например, процессоры) подвергаются воздействию жидкости для более эффективного охлаждения.

Фальшпол

Рама, которая поднимает этаж центра обработки данных над бетонным перекрытием здания. Пространство между ними используется для труб водяного охлаждения или увеличения воздушного потока. В то время как силовые и сетевые кабели иногда также проходят через это пространство, более новая конструкция охлаждения центра обработки данных и передовые методы размещают эти кабели над головой.

Прогнозы роста рынка систем охлаждения для центров обработки данных

Последние исследования рынка указывают на активный и постоянный интерес к рынку систем охлаждения для центров обработки данных.Согласно прогнозам ResearchandMarkets.com, в период с 2020 по 2025 год совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 3%.

Кроме того, различные, но связанные выводы из Отчета об исследовании рынка, опубликованного в декабре 2017 года, специально посвящены новым технологиям охлаждения центров обработки данных и рыночной стоимости, связанной с ними. Исследование указывает на еще более существенный рост, связанный с технологическим аспектом, но рассматривает вероятное увеличение стоимости до 2024 года, а не до 2023 года, как в предыдущем исследовании.Он показывает прогнозируемый среднегодовой темп роста 12 процентов и общую стоимость в 20 миллиардов долларов.

Одной из причин роста общего рынка охлаждения центров обработки данных является тенденция строительства центров обработки данных в развивающихся странах или регионах, таких как Сингапур и Латинская Америка. Аналитики считают, что по мере того, как центры обработки данных начнут работать в этих местах, особое внимание будет уделяться максимально эффективной эксплуатации объектов. Эта реальность, естественно, увеличивает вероятность того, что владельцы и менеджеры центров обработки данных будут искать инновационные варианты, тем самым увеличивая ценность инновационных новых технологий охлаждения центров обработки данных, таких как жидкостное охлаждение.

Центры обработки данных и технология жидкостного охлаждения

Хотя технология воздушного охлаждения претерпела множество улучшений за эти годы, она все еще ограничена рядом фундаментальных проблем. Помимо высоких затрат на электроэнергию, системы кондиционирования воздуха занимают много ценного пространства, вносят влагу в герметичные помещения и довольно печально известны механическими поломками. Однако до недавнего времени у центров обработки данных не было других вариантов удовлетворения своих потребностей в охлаждении. С новыми разработками в области жидкостного охлаждения многие центры обработки данных начинают экспериментировать с новыми методами решения текущих проблем с теплом.

Что такое жидкостное охлаждение?

В то время как ранние воплощения систем жидкостного охлаждения были сложными, беспорядочными и очень дорогими, последнее поколение технологии обеспечивает более эффективное и действенное решение для охлаждения. В отличие от воздушного охлаждения, которое требует большого количества энергии и вносит в центр обработки данных как загрязняющие вещества, так и конденсат, жидкостное охлаждение является более чистым, целенаправленным и масштабируемым. Двумя наиболее распространенными конструкциями охлаждения являются полное иммерсионное охлаждение и охлаждение непосредственно на кристалле.

Погружные системы включают погружение самого оборудования в ванну с непроводящей, негорючей диэлектрической жидкостью. И жидкость, и оборудование находятся в герметичном корпусе. Диэлектрическая жидкость поглощает тепло гораздо более эффективно, чем воздух, и когда нагретая вода превращается в пар, она конденсируется и падает обратно в жидкость, чтобы помочь в охлаждении. Для охлаждения непосредственно на кристалле используются трубы, по которым жидкий хладагент подается непосредственно на охлаждающую пластину, которая находится на процессоре материнской платы, для отвода тепла.Затем извлеченное тепло подается в контур охлажденной воды, который транспортируется обратно в охлаждающую установку объекта и выводится во внешнюю атмосферу. Оба метода предлагают гораздо более эффективные решения по охлаждению для энергоемких центров обработки данных.

AI Потребности в энергии

Эффективность будет ключевым фактором для центров обработки данных в будущем. Новое поколение процессоров, способных запускать мощные программы машинного обучения, искусственного интеллекта и аналитики, требует огромных затрат энергии и выделяет огромное количество тепла.От специально созданных модулей тензорной обработки (TPU) Google до высокопроизводительных процессоров, ускоряемых ускорителями графических процессоров (GPU), вычислительная мощность, на которой основан современный ИИ, уже ограничивает мощность и охлаждающую способность инфраструктуры центра обработки данных. Поскольку все больше и больше организаций внедряют машинное обучение и даже предлагают решения ИИ в качестве услуги, эти потребности, несомненно, будут расти.

Google выяснил это на собственном горьком опыте, когда представил свой TPU 3.0 процессоров. В то время как технологии воздушного охлаждения было достаточно для охлаждения первых двух поколений, последняя итерация генерировала слишком много тепла для эффективного охлаждения с помощью чего-либо, кроме прямого жидкостного охлаждения кристалла. К счастью, технический гигант в течение нескольких лет исследовал жизнеспособные решения для жидкостного охлаждения и смог относительно быстро интегрировать новую систему.

Сервер высокой плотности требует

Даже для инфраструктур центров обработки данных, которые не поддерживают машинное обучение на основе ИИ, плотность серверных стоек и плотность хранения быстро растут.По мере того, как рабочие нагрузки продолжают расти, а поставщики рассматривают возможность замены старых, менее эффективных систем охлаждения центров обработки данных, у них будет больше стимулов рассматривать решения с жидкостным охлаждением, поскольку это не означает обслуживания двух отдельных систем. В настоящее время центры обработки данных участвуют в гонке вооружений за увеличение плотности стоек, чтобы предоставлять своим клиентам более надежные и комплексные услуги. От небольших модульных объектов до огромных гигантов, эффективность и производительность идут рука об руку, поскольку каждое поколение серверов позволяет им делать больше с меньшими затратами.Если в ближайшие годы потребности в электроэнергии для этих систем будут продолжать расти, неэффективная технология воздушного охлаждения перестанет быть жизнеспособным решением.

В течение многих лет жидкостное охлаждение нельзя было использовать для накопителей, потому что в старых жестких дисках (HDD) использовались движущиеся внутренние части, которые не могли подвергаться воздействию жидкости и не могли быть герметично закрыты. С быстрым распространением твердотельных накопителей (SSD), разработкой герметичных жестких дисков, заполненных гелием, и инновационной новой технологией хранения, такой как кристаллы памяти 5d, решения для охлаждения на основе иммерсии стали гораздо более практичными и надежными.

Развертывания пограничных вычислений

Системы жидкостного охлаждения

могут обеспечить сравнимую эффективность охлаждения с системами воздушного охлаждения при гораздо меньшей занимаемой площади. Это потенциально может сделать их идеальным решением для периферийных центров обработки данных, которые, как правило, меньше по размеру и в будущем, вероятно, будут содержать больше оборудования с высокой плотностью размещения. Проектирование этих объектов с нуля с использованием решений жидкостного охлаждения позволит им разместить больше вычислительной мощности в меньшем пространстве, предоставляя им универсальность, которую компании ожидают от периферийных центров обработки данных.

Хотя жидкостное охлаждение, вероятно, не заменит системы кондиционирования воздуха в каждом центре обработки данных в ближайшее время, оно становится все более привлекательным решением для многих объектов. Для центров обработки данных с чрезвычайно высокой плотностью развертывания или предоставления мощных услуг машинного обучения жидкостное охлаждение может позволить им продолжать расширять свои услуги благодаря своей способности обеспечивать более эффективное и действенное охлаждение.

6 больших ошибок в охлаждении центров обработки данных

Поскольку эффективность крайне важна для контроля затрат на охлаждение центра обработки данных и обеспечения бесперебойной работы, вот шесть серьезных ошибок, которых следует избегать менеджерам центров обработки данных.

1. Неправильная компоновка шкафа

Хорошая компоновка шкафа должна включать систему охлаждения центра обработки данных с горячим и холодным коридорами, с кондиционерами воздуха в компьютерном зале в конце каждого ряда. Использование островной конфигурации без хорошо продуманной ориентации очень неэффективно.

2. Пустые шкафы

Пустые шкафы могут перекосить воздушный поток, позволяя горячему отработанному воздуху просачиваться обратно в холодный коридор. Если у вас пустые шкафы, убедитесь, что ваш холодный воздух не проникает внутрь.

3.Пустые пространства между оборудованием

Сколько раз вы видели шкафы с пустыми открытыми пространствами между оборудованием? Эти пустые места могут испортить вам управление воздушным потоком. Если места в шкафу негерметичны, горячий воздух может просочиться обратно в холодный коридор. Добросовестный оператор позаботится о том, чтобы места были закрыты.

4. Утечки в фальшполах

Утечки из фальшпола возникают, когда холодный воздух проникает под фальшпол в опорные колонны или соседние помещения.Эти утечки могут вызвать потерю давления, что может привести к попаданию пыли, влажности и теплого воздуха в холодный коридор. Чтобы устранить фантомные утечки, кому-то потребуется провести полную проверку опорных колонн и периметра и закрыть все обнаруженные утечки.

5. Утечки вокруг отверстий для кабелей

В полу и шкафах много отверстий для прокладки кабелей. Пока они находятся под фальшполом и проверяют наличие утечек, им также следует искать незапечатанные отверстия для кабелей, отверстия под удаленными силовыми панелями и блоки распределения питания.Если оставить эти отверстия открытыми, через них может выходить холодный воздух.

6. Множественные кондиционеры борются за контроль влажности

Что происходит, когда один кондиционер пытается осушить воздух, а другой пытается увлажнить тот же воздух? В результате может быть потрачено много энергии, пока два юнита борются за контроль. Тщательно спланировав точки контроля влажности, вы сможете снизить риск этого.

4 ключа к оптимальной системе охлаждения центра обработки данных

Для большинства предприятий первым шагом в оптимизации системы охлаждения центра обработки данных является понимание того, как работает охлаждение центра обработки данных — или, что более важно, как охлаждение центра обработки данных должно работать в соответствии с их конкретными бизнес-требованиями и техническими требованиями.

Вот четыре передовых метода обеспечения оптимального охлаждения центра обработки данных:

1. Используйте конструкцию горячего и холодного коридора

В этой конструкции охлаждения центра обработки данных серверные стойки располагаются в чередующихся рядах для создания «горячих проходов» (состоящих из выхода горячего воздуха на задней стороне стоек) и «холодных проходов» (состоящих из воздухозаборников холодного воздуха на передней части стоек). . Идея состоит в том, чтобы горячий коридор выталкивал горячий воздух в воздухозаборники кондиционера, где он охлаждается и проталкивается через вентиляционное отверстие для рециркуляции в холодный коридор.

2. Принять меры сдерживания

Поскольку воздух имеет устойчивую тенденцию перемещаться куда угодно, современные центры обработки данных применяют дополнительные меры сдерживания, устанавливая стены и двери для прямого потока воздуха, удерживая холодный воздух в холодных коридорах и горячий воздух в горячих коридорах. Эффективная изоляция позволяет центрам обработки данных использовать стойки с большей плотностью при одновременном снижении энергопотребления.

3. Осмотрите и герметизируйте утечки по периметру, опорным колоннам и отверстиям для кабелей

Повреждение водой представляет огромную проблему для центров обработки данных и является второй ведущей причиной потери данных и простоев после электрических пожаров.Поскольку ущерб, причиненный водой, часто не покрывается полисами страхования бизнеса (и даже если это так, невозможно восстановить потерянные данные), центры обработки данных не могут позволить себе игнорировать угрозу. К счастью, большинство утечек легко обнаружить и предотвратить с помощью предусмотрительности и осторожности. Такие инструменты, как кабели датчиков и химикатов, зонные контроллеры и датчики влажности, могут обнаруживать утечки до того, как они станут серьезной проблемой.

4. Синхронизация контрольных точек влажности

Во многих центрах обработки данных используются системы экономайзера на воздушной стороне или «свободное воздушное охлаждение».«Эти системы подают наружный воздух в центр обработки данных для повышения энергоэффективности; к сожалению, они также могут пропускать влагу внутрь. Слишком много влаги в воздухе может привести к конденсации, которая в конечном итоге приведет к коррозии и короткому замыканию в электрических системах. уменьшение влажности может показаться решением, но это также может привести к проблемам. Если воздух становится слишком сухим, может накапливаться статическое электричество, которое также может вызвать повреждение оборудования. Поэтому крайне важно, чтобы средства контроля влажности в центре обработки данных учитывали влага, поступающая с наружным воздухом, поддерживает идеальные условия для серверных.

Получение максимальной отдачи от охлаждения центра обработки данных

По мере того, как потребности в электроэнергии продолжают расти, потребуются новые технологии охлаждения в центрах обработки данных, чтобы поддерживать работу объектов на максимальной мощности. Оценка возможностей центра обработки данных по питанию и охлаждению имеет решающее значение для клиентов, использующих колокацию.

Определив объекты с надежной инфраструктурой центра обработки данных, которая может повысить эффективность и повысить производительность, заказчики колокации могут принимать более обоснованные долгосрочные решения в отношении своей собственной инфраструктуры.Учитывая трудности, связанные с миграцией активов и данных, поиск партнера для центра обработки данных, обладающего мощностью и мощностью охлаждения для удовлетворения как нынешних, так и будущих потребностей, может обеспечить стратегическое преимущество для растущей организации.

Замена устаревших систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для охлаждения серверных

ВЫПУСК

В течение нескольких лет клиент арендовал четыре переносных блока переменного тока и два дополнительных дизель-генератора общей холодопроизводительностью 50 тонн для поддержания работоспособности серверных комнат.Эффективного метода отвода тепла не существовало, и в летнее время сухие градирни поддерживались в рабочем состоянии с помощью спринклеров. Неправильное обслуживание систем CRAC привело к зависимости от арендованных единиц, снижению энергоэффективности при одновременном увеличении затрат и частоты аварийных вызовов HVAC. В конце концов, системы CRAC больше не могли надежно поддерживать критически важные серверные комнаты.

ОБЪЕМ РАБОТ

Donnelly Mechanical выиграла конкурс и получила право на выполнение проекта по замене и техническому обслуживанию, который включал:

• Надлежащая очистка всех сухих охладителей
• Установка обратных каналов от горячих проходов к установкам CRAC для улучшения нагрева демонтаж
• Установка 30 тонн постоянных резервных блоков кондиционирования воздуха
• Замена перегруженного 30-тонного сухого охладителя на более эффективную модель
• Правильное техническое обслуживание всех блоков CRAC на постоянной основе

РЕЗУЛЬТАТЫ

С точностью и Благодаря целесообразности, Доннелли выполнила проект строительства CRAC вовремя и в рамках бюджета.Благодаря экспертному планированию и координации, Donnelly минимизировала время простоя, чтобы поддерживать критически важные системы в рабочем состоянии. Прохладнее, чем когда-либо, серверная комната больше не требует дорогостоящих арендованных систем и генераторов для защиты оборудования и обеспечения бесперебойной работы. Теперь Доннелли обеспечивает профилактическое обслуживание, обеспечивая надлежащее обслуживание и оптимальное функционирование систем CRAC для эффективного отвода тепла из серверной. Клиент Доннелли достиг своей цели по рентабельности инвестиций в проект, снизив затраты, повысив эффективность и время безотказной работы.

«Доннелли проделал для нас отличную работу за последний год, работая над проектами компьютерных залов и центров обработки данных. Эти проекты включают в себя все необходимые объемы работ «под ключ», включая снос и защиту нашего действующего оборудования компьютерных залов, а также модификацию подающих и возвратных воздуховодов в условиях эксплуатации.