Klimatyzatory precyzyjne w serwerowni: rodzaje i uzasadnienie ich wyboru. Agregaty chłodnicze Szafa serwerowa i system dzielony

W centrach danych najważniejszym czynnikiem zapewniającym ciągłość pracy jednostek obliczeniowych jest utrzymanie zadanej temperatury, wilgotności i jakości powietrza dostarczanego z systemu klimatyzacji precyzyjnej. Precyzyjne kondycjonowanie ma ważny aby zapewnić właściwy mikroklimat 24 godziny na dobę przez cały rok. Ofertę Grupy ZPAS w zakresie klimatyzacji precyzyjnej można podzielić na koncepcje przepływu powietrza i koncepcje chłodzenia powietrza. Firma ZPAS produkuje oba klimatyzatory do oddzielne szafki oraz klimatyzatory przeznaczone do precyzyjnego chłodzenia serwerowni.

Indywidualne klimatyzatory

Klimatyzatory indywidualne stanowią odrębną grupę urządzeń klimatyzacyjnych przeznaczonych do szaf typu RACK. W przypadku korzystania z klimatyzatora indywidualnego nie ma konieczności stosowania dodatkowe urządzenia, kierując powietrze do szafki.


PROTEM Klimatyzator montowany na panelu bocznym szafy. Moc chłodzenia od 300 do 4000 W	SZCZUPŁY Klimatyzator montowany na drzwiach lub panelu bocznym szafy. Moc chłodzenia 1400 lub 2000 W

MODUŁ Klimatyzator używany do chłodzenia więcej niż jednej szafy. Zainstalowany z boku kompleksu szafek. Moc chłodzenia od 5800 do 10000 W	SZCZYT Klimatyzator montowany na dachu szafy. Moc chłodzenia od 330 do 5200 W

Szafy klimatyzacji precyzyjnej

Szafy klimatyzacji precyzyjnej to samodzielne rozwiązanie, które łączy w sobie urządzenie chłodzące i wymiennik ciepła w jednej obudowie. Zadaniem szaf klimatyzacji precyzyjnej jest ukierunkowanie dopływu schłodzonego powietrza w określone miejsce. System klimatyzacji precyzyjnej zapewnia niezbędny mikroklimat do pracy najbardziej obciążonych urządzeń.

Pakiet dostawy szaf klimatyzacji precyzyjnej obejmuje:
- wentylatory EC/AC (do 20 kW),
- skraplacz (w przypadku wyboru czynnika R410A),
- nawilżacz parowy,
- grzejnik,
- programowalny sterownik,
- panel użytkownika.

Ze względu na bardzo szeroką gamę naszej oferty oraz indywidualne podejście, precyzyjne szafy chłodnicze dobierane są indywidualnie w zależności od potrzeb.

Wymienniki ciepła boczne i międzyrzędowe

Obecnie centra danych chłodzone są najczęściej strumieniem zimnego powietrza pochodzącego z podniesionej podłogi. Jednak często do efektywnego chłodzenia nowoczesnych centrów danych dostarczanie znacznych ilości powietrza jest niewystarczające. W tym przypadku również nie da się uniknąć mieszania nawiewanego, schłodzonego powietrza z wywiewanym, gorącym powietrzem. Nierównomierne rozmieszczenie aktywnego sprzętu może również powodować powstawanie dodatkowych gorących punktów. Zastosowanie rzędowych lub bocznych wymienników ciepła pomoże uniknąć powyższych problemów i zapewni optymalne warunki do obsługi sprzętu elektronicznego.

GŁÓWNE ZALETY I CECHY FUNKCJONALNE

Łatwy montaż bez dostępu do wnętrza szafy.
Zapewnienie równomiernego przepływu powietrza.
Zmniejszenie odległości przepływu zimnego powietrza od urządzeń aktywnych.
Bezpośrednie usuwanie gorącego powietrza z urządzeń aktywnych.
Możliwość awaryjnego załączenia wymienników ciepła (N+1).
Doprowadzenie czynnika chłodniczego z góry lub z dołu wymiennika ciepła.
Kompatybilny z szafami o wysokościach 42, 45 i 47U oraz głębokościach 1000 i 1200 mm.
Możliwość wymiany filtra w trakcie pracy bez konieczności wyłączania urządzenia.
Możliwość gromadzenia kondensatu i mechanicznego drenażu za pomocą pompy drenażowej.
Dostęp do przyłączy hydraulicznych do podłączenia od góry lub od dołu wymiennika ciepła.
Pomiar temperatury i wilgotności.
Nowoczesny sterownik do sterowania różne tryby działanie wymiennika ciepła.
System komunikacji poprzez Ethernet.

Tabela modeli:

Wymienniki ciepła		Numer części		Chłodzenie agent dający	Dodać. opcje
Wymienniki ciepła		RAL9005	RAL7035	Chłodzenie agent dający	Dodać. opcje
Rzędowe wymienniki ciepła
RWC-CW1	12,3	WZ-6248-01-01-161	WZ-6248-01-01-011	CW
RWC-CW2	16,0	WZ-6248-01-02-161	WZ-6248-01-02-011	CW
RWC-CW3	19,5	WZ-6248-01-03-161	WZ-6248-01-03-011	CW	5xEC, MKEthernet, PSCW**, HTOP
RWC-DX1	4,5 - 8*	WZ-6249-01-02-161	WZ-6249-01-02-011	DX	3xEC, MKEthernet, SDX1, SDX2
RWC-DX2	11,2 -14 - 22,5*	WZ-6249-01-04-161	WZ-6249-01-04-011	DX
Boczne wymienniki ciepła
BWC-CW1	22,6	WZ-6248-01-04-161	WZ-6248-01-04-011	CW	3xEC, MKEthernet, PSCW**, HTOP
BWC-CW2	31,0	WZ-6248-01-05-161	WZ-6248-01-05-011	CW	5xEC, MKEthernet, PSCW**, HTOP
BWC-CW3	37,7	WZ-6248-01-06-161	WZ-6248-01-06-011	CW	5xEC, MKEthernet, PSCW**, HTOP
BWC-DX1	4,5 - 8*	WZ-6249-01-01-161	WZ-6249-01-01-011	DX	3xEC, MKEthernet, SDX1, SDX2
BWC-DX2	11,2 -14 - 22,5*	WZ-6249-01-03-161	WZ-6249-01-03-011	DX	5xEC, MKEthernet, SDX3, SDX4, SDX5

Kondensatory zewnętrzne do elementów RWC-DX i BWC-DX	Wydajność chłodnicza [kW]	Zamiar	Numer części
SDX1	4,5	RWC-DX1, BWC-DX1	M1S-00-0100
SDX2	8,0	RWC-DX1, BWC-DX1	M1S-00-0101
SDX3	11,2	RWC-DX2, BWC-DX2	M1S-00-0102
SDX4	14,0	RWC-DX2, BWC-DX2	M1S-00-0103
SDX5	22,5	RWC-DX2, BWC-DX2	M1S-00-0104

*) UWAGA: W przypadku elementów RWC-DX i RWC-DX wydajność chłodzenia zależy od zewnętrznego skraplacza.
**) UWAGA: W przypadku doboru pompy kondensatu do elementów RWC-CW i BWC-CW konieczna jest zmiana podłączenia obwodów hydraulicznych na górze wymiennika ciepła (HTOP).

Jednostki wody lodowej

ZPAS oferuje szeroką gamę agregatów chłodniczych na wodę lodową. W zależności od zapotrzebowania na moc chłodniczą oferujemy agregaty w zakresie mocy od 5 do 200 kW. Jednostki mogą być wyposażone w funkcję freecoolingu, która wykorzystuje zimne powietrze z atmosfery do chłodzenia serwerowni, redukując koszty klimatyzacji. W zależności od potrzeb jednostki przeznaczone są do montażu zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz.
Ze względu na szeroką gamę dostępnych rozwiązań, a także możliwości różne konfiguracje Każdy taki projekt rozpatrujemy indywidualnie.

Przykład projektu klimatyzacji serwerowni z wykorzystaniem bocznych wymienników ciepła
Chłodziwo dostarczane jest z odpowiedniego agregatu, którego moc, redundancja i sposób montażu wymagają dostosowania do warunków pracy. W naszej ofercie znajdują się jednostki do użytku zewnętrznego i wewnętrznego o różnych poziomach mocy.
W przypadku systemu wykorzystującego istniejącą w budynku jednostkę chłodzącą do cyrkulacji i regulacji temperatury wody, dostarczamy kompletne stacje dystrybucji wody chłodzącej. Obejmują pompy obiegowe, wymiennik ciepła i jednostka sterująca. Zastosowanie stacji dystrybucyjnej zapobiega kondensacji wody w wymienniku ciepła i gwarantuje stabilną pracę podczas odbioru ciepła.

Od wielu zależy bezawaryjne działanie sprzętu elektrycznego i elektronicznego rozwiązania techniczne, w tym od skuteczna ochrona od wpływu zewnętrznych czynników klimatycznych. Urządzenia klimatyzacyjne zapobiegają tworzeniu się kondensatu i regulują temperaturę wewnątrz szafy. Zwróćmy uwagę na trzy główne problemy:

Gdy urządzenia się nagrzeją, wzrost temperatury wewnątrz szafy elektrycznej, co prowadzi do przegrzania i awarii sprzętu.
Wiele urządzeń nie jest zaprojektowanych do pracy Na niskie temperatury – co najmniej spada efektywność ich działania, jednak często takie niesprzyjające warunki zewnętrzne prowadzą do awarii.
Jak wspomniano powyżej, wewnątrz szafy sprzęt nagrzewa się i temperatura wzrasta. Jeśli szafa jest zainstalowana w nieogrzewanym pomieszczeniu, w którym występują takie zmiany temperatury formy kondensacyjne, co prowadzi do zwarcia.

Ogrzewanie szafy automatyki za pomocą grzejników FHL

Stosowane są do ogrzewania szaf elektrycznych i telekomunikacyjnych. Tego typu produkty produkuje firma , która oferuje dwa rodzaje urządzeń z serii FLH: grzejniki konwekcyjne oraz grzejniki z wbudowanym wentylatorem. Te ostatnie mają większą moc grzewczą i zapewniają bardziej efektywną dystrybucję przepływu ciepła wewnątrz szafek elektrycznych i elektroniczne nadzienie. Nagrzewnice FLH są łatwe w montażu i łatwe w obsłudze.

Grzejniki FLH

Kontrola temperatury i wilgotności za pomocą termostatów i higrostatów FLZ

Oprócz grzejników, seria FLZ musi być również zainstalowana jako elementy sterujące. Higrostaty firmy Pfannenberg służą do sterowania wilgotność względna powietrzem z zakresem ustawień od 40% do 90%. W przypadku przekroczenia ustawionej wartości higrostat uruchamia wentylator z filtrem lub grzałką. Aby utrzymać stałą temperaturę wewnątrz szafy, stosuje się termostaty.

Często odpowiedzialny za wykonywanie tych funkcji połączone urządzenia higrostat/termostat. Przykładowo urządzenia FLZ 610, których montaż pozwala znacząco zaoszczędzić miejsce w szafie.

Połączony higrostat/termostat FLZ 610

Chłodzenie szafy za pomocą wentylatorów PF lub klimatyzatorów serii DTI, DTS, DTT, RTM

Jeśli w pomieszczeniu, w którym zainstalowana jest szafka elektryczna Temperatura otoczenia jest niższa od maksymalnej dopuszczalnej temperatury wewnątrz szafy o 10°C, będą w stanie zapewnić optymalne warunki klimatyczne wewnątrz szafy elektrycznej. Chłodzące powietrze zasysane jest przez filtr za pomocą wentylatora. Powietrze ogrzane w szafie usuwane jest przez filtr wylotowy.

Chłodzenie z wymuszoną wentylacją

Stopień ochrony filtrów (wlot i wylot) przed wpływami środowiska wynosi IP54 lub IP55. Obudowy filtrów i wentylatorów w wersji IP55 są odporne na promieniowanie ultrafioletowe.

Montaż wentylatorów i filtrów jest niezwykle prosty – sprzęt mocuje się w przygotowanych wcześniej prostokątnych otworach za pomocą własnych zatrzasków. Aby uniknąć powstawania lokalnych stref przegrzania, zaleca się możliwie najdalej odseparować wentylator od filtra wywiewnego; wentylatory należy umieścić w dolnej części szafy, a filtry wywiewne w górnej. Wymiana elementów filtrujących nie jest trudna i zajmie nie więcej niż kilka minut.

Jeśli powietrze zewnętrzne nie można używać do chłodzenia, wówczas należy zastosować następujące serie (klimatyzatory): DTI, DTS, DTT, RTM.

Przy wyborze urządzenia chłodzącego należy wziąć pod uwagę wymaganą moc chłodniczą Qo [W] i metoda instalacji:

DTS– klimatyzatory do montażu naściennego lub drzwiowego. W przypadkach, gdy w szafie sterowniczej nie ma wolnego miejsca na klimatyzator.
DTI– klimatyzatory do montażu częściowo wpuszczanego na powierzchni bocznej lub drzwiach.
NTC– klimatyzatory ze 100% ochroną przed kondensacją, umożliwiające montaż na dachu szafy sterowniczej, oszczędzający miejsce.
PTM– klimatyzatory do stosowania w małych szafach sterowniczych.

Opcje montażu: DTI, DTS i DTT

Wrażliwy sprzęt telekomunikacyjny wymaga konserwacji reżim temperaturowy na akceptowalnym poziomie. W tym celu w szafach ochronnych montuje się układy chłodnicze. Klimatyzatory, zaprojektowane specjalnie do szaf grzewczych i skrzynek na każdą pogodę, chronią sprzęt przed przegrzaniem i zamarznięciem, co zapewnia jego nieprzerwaną pracę i wydłuża żywotność sprzętu.

Cechy klimatyzatorów dla telekomunikacji

Sklep Sonet Technologies oferuje klimatyzatory do szaf telekomunikacyjnych różne projekty- ściana i modele sufitowe Z inteligentne sterowanie i pełna opcja. Urządzenia przeznaczone są do długotrwałej pracy w serwerowniach i innych specjalistycznych pomieszczeniach - z czego są wykonane trwały materiał i mieć dodatkowa ochrona od ekspozycji na warunki atmosferyczne.

Skrzynia klimatyzatora zabezpieczona jest przed korozją i uszkodzeniami mechanicznymi (zarysowania, uderzenia, pęknięcia). Parametry pracy i moc dobierane są z uwzględnieniem gabarytów szafy grzewczej i jej zawartości. Klimatyzatory różnią się wielkością, zużyciem energii i wydajnością. W przypadku pojedynczych skrzynek ochronnych wystarczy konserwacja za pomocą małego urządzenia, ale w dużej bazie serwerów potrzebny będzie sprzęt, który nie tylko chłodzi pracujący sprzęt, ale także monitoruje wpływy środowiska.

Klimatyzator chłodzi pracujący sprzęt, chłodzi wnętrze szafy w czasie upałów, a także zapewnia ciepło wewnątrz szafy w chłodne dni. Zapewnia to sprawne działanie sprzętu nie tylko w pomieszczeniach zamkniętych, ale także w szafach przystosowanych do każdych warunków pogodowych, zainstalowanych na zewnątrz i w obszarach nieogrzewanych.

Jeśli chcesz niedrogo kupić klimatyzację do szafek w Moskwie, złóż zamówienie na naszej stronie internetowej. Specjalistyczne urządzenie nie wymaga częstej konserwacji, dlatego optymalnie sprawdza się w każdych warunkach. Modele prezentowane w sklepie Sonet nadają się do obsługi nowoczesnego sprzętu IT oraz usług telekomunikacyjnych i są w pełni zgodne ze standardami GOST.

Zamów szybko

W Sonet Technologies możesz kupić wysokiej jakości sprzęt z gwarancją - hurtowo i detalicznie najlepsze ceny w Moskwie. Dostawa realizowana jest w ciągu 1 dnia - zamów klimatyzatory do szafek w trybie pilnym i otrzymaj sprzęt bez czekania.

W sklepie dostępne są aktualne modele pudełek na każdą pogodę o różnej stylistyce - wybierz sam odpowiedni lub skontaktuj się z konsultantem, jeśli masz jakiekolwiek pytania. Aby to zrobić, po prostu zostaw prośbę - menedżer oddzwoni do Ciebie, aby wyjaśnić wszystkie szczegóły zamówienia i pomoże niedrogo kupić klimatyzator do szafy telekomunikacyjnej w Moskwie. Możliwość zakupu urządzeń po cenach hurtowych zapewnia maksymalne korzyści i oszczędności. Dodatkowo możesz płacić w wygodny sposób.

Potrzebujesz innego sprzętu? Wszystkie powiązane produkty można znaleźć na stronach katalogu z łatwą nawigacją lub można je sprawdzić telefonicznie.

W pewien moment niektóre przedsiębiorstwa rozwijają się do tego stopnia, że ich wewnętrzne systemy informacyjne nie mieszczą się już w jednej szafie serwerowej. Następnie szef działu IT będzie musiał rozważyć wszystkie za i przeciw i zdecydować, czy zbudować serwerownię. Opcji może być kilka: od całkowitego pozbycia się własnych mocy obliczeniowych i przeniesienia ich do chmur lub kolokacji w dużym data center, aż po zbudowanie własnego mini (lub nie tak mini) data center z blackjackiem.

Proces obliczeń, planowania i budowy serwerowni jest bardzo odpowiedzialny i kosztowny. Będziesz musiał zainwestować na etapie projektu; tutaj, nawiasem mówiąc, możesz zaoszczędzić pieniądze, jeśli wszystkie procedury w serwerowni, od projektu po budowę, zostaną przeprowadzone przez jednego wykonawcę. Naturalnym pragnieniem szefa przedsiębiorstwa w takiej sytuacji jest zebranie jak najmniejszej kwoty. A każdy wzrost kosztów projektu spotyka się z wrogością. Przy takich potyczkach często zapomina się, że oprócz budowy obiektu nastąpi jego utrzymanie, które, jeśli nie zostanie odpowiednio zaprojektowane, może po dwóch, trzech latach zubożyć budżet przedsiębiorstwa na kolejną, nieistniejącą serwerownię.

Drugim co do wielkości konsumentem zasobów (w tym przypadku energii elektrycznej i materiałów eksploatacyjnych) w serwerowni jest system chłodzenia. Nie jest dla nikogo nowością, że „moc” systemu chłodzenia serwerowni powinna co najmniej odpowiadać, a w najlepszym wypadku przekraczać o kilkadziesiąt procent moc szczytową całego sprzętu zainstalowanego w serwerowni. W tym artykule porozmawiamy o tym, jakie rodzaje systemów chłodzenia istnieją i jak zaoszczędzić pieniądze na eksploatacji takich systemów.

Klasyfikacja systemów chłodzenia pomieszczeń

Najbardziej popularne i zrozumiałe są klimatyzatory kompresorowe. W nich czynnik chłodniczy (w zdecydowanej większości freon) przenosi ciepło z chłodnicy jednostki wewnętrznej na chłodnicę zewnętrzną, gdzie rozprasza energię w środowisko. Możesz przeczytać więcej o zasadzie działania klimatyzatora. Potem przyjdź płyn i systemy kombinowane Jako główny czynnik chłodniczy stosuje się wodę lub glikol etylenowy, a wybór chłodziwa zależy nie tylko od warunków pracy, ale także od metody chłodzenia. I większość skuteczne rozwiązanie, w pewnych warunkach, oczywiście, są to systemy darmowego chłodzenia. Są to urządzenia niezwykle precyzyjne, tworzone niemal od podstaw, indywidualnie dla każdego przypadku.

Warto również zwrócić uwagę na klasyfikację według „formatu”. Tutaj możemy warunkowo podzielić systemy na dwa typy. Systemy gospodarstwa domowego, do których wszyscy jesteśmy już przyzwyczajeni, instaluje się zwykle w biurach i mieszkaniach, zawieszając je na ścianach lub sufitach, ale równie dobrze mogą służyć jako systemy chłodzenia w wyspecjalizowanych pomieszczeniach. Oraz systemy precyzyjne, do których zaliczają się specjalistyczne systemy klimatyzacji oraz oczywiście wszelkie systemy free-coolingu i cieczy.

Wewnątrz systemów precyzyjnych następuje usystematyzowanie ze względu na zasadę działania i sposób dostarczania „chłodu” „konsumentom”. A jeśli z zasadnicze różnice Wszystko jest mniej więcej jasne, istnieje wiele sposobów bezpośredniego chłodzenia urządzeń.

Wśród klasycznych, ogólnie przyjętych przypadków możemy wyróżnić chłodnię z zainstalowanymi stojakami, odpowiednie są tutaj również klimatyzatory domowe. Klasyczne opcje rozwiązaniami precyzyjnymi są urządzenia z rzędowymi kanałami powietrznymi, z korytarzami zimnymi i gorącymi, w których regały ustawia się w rzędach w taki sposób, aby pobierać zimne powietrze napływające np. spod podwyższonej podłogi. Wypuszczają ogrzane powietrze do korytarzy, skąd jest ono na siłę usuwane. Dostępne są również opcje z kanałami powietrznymi dochodzącymi do każdej szafy, w których powietrze jest dostarczane do każdej szafy z góry lub z dołu, a następnie aktywnie odbierane.

Nieklasycznych rozwiązań jest trochę więcej. Nie trzeba dodawać, że wszystkie są precyzyjne. Większość rozwiązań to kombinacje powyższych systemów, mające na celu zwiększenie wydajności i redukcję kosztów. Asortyment sięga od indywidualnych klimatyzatorów dla każdej szafy serwerowej po chłodzenie cieczą dla każdego pojedynczego serwera, a nawet procesora. Na szczególną uwagę zasługują także systemy mające bezpośredni kontakt konsumenta z cieczą. W tym przypadku serwery są całkowicie zanurzone w specjalnym oleju. Olejek jest bezwonny i w ogóle nie przewodzi prądu. Ciecz stale krąży wewnątrz basenów sprzętowych i przechodzi przez chłodnice.

Strategia

Nie raz powinieneś pomyśleć o konieczności budowy serwerowni. Istnieje opinia, że dla mocy poniżej 5 kW wydzielona serwerownia nie jest potrzebna. Zwykle cały sprzęt zmieści się w szafie typu rack na 42-47 jednostek, a najbardziej potrzebny będzie osobny, jednoramowy stojak na zwrotnicę. Wszystko to można odgrodzić od „administracji” lub innego pomieszczenia (a przede wszystkim nie od działu księgowości) szybą lub przegroda z płyt gipsowo-kartonowych z uszczelnionymi drzwiami, zainstaluj sparowany klimatyzator domowy i idź napić się piwa.

Ale budujemy serwerownię. Przede wszystkim musimy zdecydować, jakiego rodzaju system chłodzenia zastosujemy i nie chodzi tylko o cenę. Wybór metody chłodzenia zależy od wielu czynników: mocy sprzętu, lokalizacji serwerowni w budynku, położenia geograficznego samego budynku, a nawet nastawienia do niektórych typów urządzeń chłodzących i krótkowzroczności zarządzania.

Powszechnie uważa się, że w przypadku systemów o mocy do 10 kW wystarczy klimatyzator domowy. Jest to zrozumiałe, ponieważ domowe systemy split o większej mocy, po pierwsze, są dość problematyczne w zakupie, a po drugie, ich koszt jest zbliżony, a nawet przewyższa koszt podobnych jednostek napędowych klimatyzatory precyzyjne.

Umiejscowienie serwerowni w budynku w dużym stopniu determinuje możliwość zainstalowania takiego lub innego systemu chłodzenia, możliwość zapewnienia komunikacji, kanałów wentylacyjnych dla systemów specjalistycznych, zainstalowania podłogi podniesionej czy zainstalowania turbin. Jeżeli wysokość stropu jest niewystarczająca, nie ma możliwości ułożenia podłogi podwieszanej o wymaganej głębokości w celu zainstalowania kanałów powietrznych nawiewu i czerpni systemu precyzyjnego. Położenie w środku budynku będzie stwarzać problemy przy układaniu kanałów powietrznych, co jest jedną z opcji systemu free-coolingu, a bliskość działu ekonomicznego generalnie położy kres budowie serwerowni ze względu na „hałas .”

Czynnik geograficzny odgrywa pierwszoplanową rolę i często kładzie kres możliwości swobodnego chłodzenia, jeśli na przykład znajdujesz się w strefie tropikalnej. Dlatego też konstruktorzy centrów danych tak bardzo kochają północne regiony naszej planety, bo tam w ogóle nie trzeba używać klimatyzatorów.

Co więcej, niektórzy technicy mają bardzo silną wiarę w możliwość zastosowania jednego systemu i absolutną niedopuszczalność innych opcji chłodzenia. Spokojnie i pewnie udowodnią, że mają rację, znajdując argumenty i szukając wad w innych propozycjach, od rzeczywistych po mityczne.

W rezultacie w oparciu o obraną strategię zaprojektujemy urządzenie dla samej serwerowni.

Strategia chłodzenia dla domowych klimatyzatorów

Jesteś właścicielem małej floty serwerów, z których 2-3 szafy będą znajdować się w oddzielnym pomieszczeniu. Nie masz perspektyw na płynne zwiększanie mocy i albo nie chcesz się tym przejmować, albo (najprawdopodobniej) nie masz budżetu na bardziej energooszczędne i przyjazne dla środowiska rozwiązania.

Przede wszystkim zdecyduj, w jaki sposób szafy sprzętowe będą rozmieszczone w Twojej serwerowni względem klimatyzatorów. Najlepszą opcją w Twoim przypadku byłoby zainstalowanie modułów wewnętrznych systemu dzielonego naprzeciwko rzędu stojaków, jeden nad drugim, skierowanych w stronę „przedniej” strony otwartego stojaka lub szafki z drzwiami siatkowymi. Sensowne jest instalowanie sprzętu wewnątrz szafy po stronie, z której pobierane jest powietrze do chłodzenia wewnętrznych elementów. Niektóre jednostki do montażu w szafie można przebudować lub nawet mieć konstrukcję, w której albo pobierają, albo odprowadzają powietrze z przodu lub na jedną ze ścian bocznych. Pomyśl o tym przy zakupie.

Nawet jeśli nie oczekuje się wzrostu całkowitej mocy, klimatyzatory należy przyjmować z rezerwą mocy, na przykład biorąc maksymalne zużycie szczytowe-rozproszenie „najgorętszej” szafy i mnożąc je przez liczbę szaf.
Minimalna tolerancja błędów w tej strategii wynosi N+1. W praktyce wygląda to jak dwa lub więcej klimatyzatorów o tej samej mocy, przy czym klimatyzatory typu „N” są w stanie obsłużyć temperatura robocza w serwerowni podczas naprawy lub serwisu „+1”. Najczęściej w małych serwerowniach wykorzystywane są dwie jednostki. Aby przedłużyć żywotność obu klimatyzatorów, konieczne jest zastosowanie urządzenia do obracania klimatyzatora. Urządzenie przełącza pracę z jednego klimatyzatora na drugi w określonych odstępach czasu, monitoruje ich uruchomienia i kontroluje wydajność. W przypadku awarii jednego z klimatyzatorów powinien on automatycznie podłączyć „uśpiony” i powiadomić osobę odpowiedzialną za problem. Warto zaznaczyć, że nie wszystkie modele klimatyzatorów domowych obsługują tę funkcję.

Wszystkie systemy podziału serwerów instalowane na szerokościach geograficznych naszego kraju muszą posiadać tzw. „zestaw zimowy”. Jest to jednostka sterująca, pewne ulepszenie chłodnicy jednostka zewnętrzna układ klimatyzacji i ogrzewania skrzyni korbowej pompy. Działa automatycznie.

Ryc.1. Chłodzenie za pomocą klimatyzatorów domowych.

Precyzyjne systemy chłodzenia pomieszczeń

Klimatyzator precyzyjny (wysoko precyzyjny) (lub inna chłodnica) jest tworzony dokładnie tak, aby pracował jak najefektywniej w infrastrukturze o określonych parametrach końcowych. Innymi słowy, gdy mówimy „klimatyzator precyzyjny”, mamy na myśli, że zarówno pomieszczenie, wyposażenie serwerowni, jak i „ agregat chłodniczy» zostały opracowane w projekcie jako zestaw technologii, które pozwalają najlepiej zapewnić wydajność, bezpieczeństwo i trwałość drogiego sprzętu.

Nie trzeba dodawać, że urządzenia indywidualny projekt- przyjemność jest kosztowna. Święte wojny toczą się pomiędzy zwolennikami różnych obozów. Niektórzy twierdzą, że do zwykłej serwerowni wystarczy sparowana wersja przemysłowa domowego klimatyzatora, taka jak te dostępne np. firmy Daikin (seria FT i FAQ) czy Mitsubishi (seria Heavy). Wybierając tę opcję, należy wziąć pod uwagę takie wady, jak lokalna stagnacja gorącego powietrza w narożnikach lub w szafach serwerowych, które nie są zajęte przez aktywny sprzęt. Równie niebezpiecznym czynnikiem jest niska wilgotność, bo jak wiadomo klimatyzator osusza powietrze. Suche powietrze sprzyja gromadzeniu się elektryczności statycznej; obecność potencjału statycznego na cienkiej elektronice negatywnie wpływa na działanie chipów i zwiększa ryzyko ich zniszczenia w wyniku wyładowania. Z pewnością, bardzo czynniki można wyeliminować, ale w większości przypadków jest to podpora produkcji. Dodatkowe wentylatory, nawilżacze, to mnożące się punkty awarii, koszty energii i konserwacji. Nawiasem mówiąc, konserwacja tego samego nawilżacza jest nie tyle kosztowna pod względem finansowym, co czasowym. Wymagane jest regularne czyszczenie i codzienne uzupełnianie wody.

Nie wszystko idzie gładko również dla inżynierów precyzyjnych. Przede wszystkim są dość duże: klimatyzatory freonowe mają wymiary dwóch lub trzech pełnowymiarowych szaf. Ponieważ kontrola wilgotności jest jedną z głównych funkcji specjalistycznego klimatyzatora jednostki wewnętrzne konieczne jest doprowadzenie wody, co dla niektórych informatyków jest całkowicie nie do przyjęcia. Zimne powietrze z takich jednostek jest dostarczane do szaf przez kanały powietrzne, które są prowadzone albo pod podniesioną podłogą, najczęstszą i najdroższą opcją, albo pod sufitem, co oznacza wysokie sufity i nakłada dodatkowe ograniczenia na układanie komunikacji kablowej . Chłodnice skraplaczy takich klimatyzatorów są dość duże i od razu pojawia się pytanie o ich rozmieszczenie i podłączenie układu rur z jednostki wewnętrznej.

Skończyliśmy z minusami, przejdźmy do plusów. Może to obejmować: wysoka wydajność, redundancja tylko aktywnych elementów klimatyzatora (np. kanały powietrzne, myślę, że nie ma sensu redundancja), precyzyjna kontrola temperatury i wilgotności, możliwość szczegółowego monitoringu. Zaletami są: względne oszczędności, gwarantowany dopływ zimnego powietrza do konsumenta, obsługa dużej gęstości odbiorców na szafę (to raczej reguła; jeśli szafa jest pusta, będzie to działać nieefektywnie i mieć wpływ na cały „ekosystem” ”). Istnieje zrozumiały związek pomiędzy zwiększonymi kosztami klimatyzacji a wynikającą z tego efektywnością energetyczną.

Jak powiedziałem, najpopularniejszym typem klimatyzacji precyzyjnej jest system korytarzowy, w którym szafy są rozmieszczone w rzędach i instalowane w celu pobierania powietrza z zimnych korytarzy (gdzie powietrze jest dostarczane przez klimatyzator) i przesyłania go do gorących korytarzy (gdzie powietrze jest pobierana jest przez system wentylacji). Kanał powietrzny takiego systemu najczęściej pełni funkcję podłogi podniesionej. Same panele podłogi są w większości pełne, w miarę możliwości cała komunikacja kablowa spod podłogi podniesionej jest przeniesiona na sufit; przed rzędami stojaków w podłodze instaluje się panele kratowe, z których schłodzone powietrze przepływa do przodu. stronę stojaka. Drzwi szaf serwerowych z takim urządzeniem są wykonane z siatki na obu końcach lub nie są wykonane wcale. Następnie powietrze ogrzane przez serwery jest wdmuchiwane do gorącego korytarza, skąd jest zasysane przez system wymuszona wentylacja. Idealnie, zgodnie z zasadami termodynamiki, okap powinien być umieszczony na górze gorącego przejścia, ale często odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad stojakami do układania komunikacji kablowej. Niedawno zaczęto zamykać zimne i gorące korytarze obszar wspólny serwerownia Udało się to osiągnąć znaczne oszczędności aby rozproszyć cenne zimno. Konieczne jest zainstalowanie wtyczek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma tendencję do mieszania się z chłodnym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia półtora do dwóch razy.

Ryż. 2. W systemie z otwartymi korytarzami utrata cennego zimnego powietrza jest oczywista.

Ryż. 3. Bardziej wydajny, izolowany system korytarzy.

Intel np. realizując ideę możliwie prostego i wydajnego chłodzenia sprzętu chłodzącego, poszedł dalej i nawet opatentował szafę z okapem wyciągowym. Rack ma formę zwykłej szafy 19", ale jest głębszy od swoich odpowiedników i posiada kanał powietrzny w górnej pokrywie otwierający się w przestrzeń sufitu podwieszanego, skąd zasysane jest gorące powietrze przez klimatyzatory. Cały system z wyjątkiem klimatyzatorów , jest całkowicie pasywny, ale jednocześnie, według Intela, jest w stanie chłodzić sprzęt o mocy 32 kW w szafie.

Biorąc pod uwagę klimat naszego kraju, klimatyzatory precyzyjne mają jeszcze jedną dużą zaletę: ich obieg można dość bezboleśnie modyfikować poprzez dodanie pełnego lub częściowego obiegu cieczy. Wykorzystując glikol etylenowy jako czynnik chłodniczy, równolegle do obwodu klimatyzatora budowany jest kolejny obwód chłodzony cieczą, co zmniejsza koszty energii elektrycznej i konserwacji klimatyzatora oraz zwiększa jego żywotność. Skuteczność obwodu glikolowego zaczyna się już w temperaturach poniżej +20 C, co nie jest wcale rzadkością nawet latem w nocy w Rosji.

Dodatkowy obieg cieczy powiela obieg freonu i w zasadzie może pracować przez całą dobę, w „gorącą” porę dnia chłodząc sprężarkę klimatyzacji i skraplacz, a gdy temperatura zewnętrzna spada przełączając się na częściowe i całkowite chłodzenie wewnętrznego źródła ciepła wymiennik.

Liderami wśród producentów precyzyjnych układów chłodzenia są Schneider Electric, STULZ, Emerson Network Power, RC Group. Wśród ich rozwiązań znajdują się gotowe systemy kombinowane.

Systemy płynów

Zasadnicza różnica między chłodzeniem cieczą a chłodzeniem freonem polega jedynie na tym, że w obwodzie ciecz najczęściej nie zmienia swojego stanu fazowego, dlatego przy równej mocy systemu systemy wodne i glikolowe stracą wydajność na rzecz freonu. Jednak systemy płynne mają niezaprzeczalne zalety, takie jak pojemność i wszechstronność. W systemach chłodzonych cieczą chłodnicą może być klimakonwektor na dachu lub na dziedzińcu budynku lub system ogrzewania samego budynku. Ciecz może chłodzić powietrze w serwerowni, lub może służyć jako chłodziwo dla pojedynczego procesora. Niezaprzeczalną zaletą kondycjonowania cieczy jest niemal nieograniczona długość tras, ze względu na niską cenę czynnika chłodniczego, ale dla samego systemu jest to tylko plus. Najbardziej niebezpieczną rzeczą w tej sytuacji jest wyciek środka przewodzącego, ale najwyraźniej nikogo to już nie przeraża. W tej sytuacji IBM wyróżnił się budową SuperMUC, gdzie osiągnął 40% oszczędności energii ze względu na brak chillerów w układzie chłodzenia. A Google w większości swoich centrów danych korzysta z systemu własnej konstrukcji, który wykorzystuje system korytarzy zimnych i gorących.

Inny system płynny polega na zanurzeniu serwera w specjalnym oleju mineralnym. Olej jest dielektrykiem, więc nie będzie żadnego zwarcia. Jeśli chodzi o efektywność energetyczną, zdaniem ekspertów z tego samego Intela, w tym przypadku na system chłodzenia zużywa się o 90% mniej energii, zmniejsza się również zużycie energii przez same serwery. Stojaki do zanurzalnego chłodzenia cieczą są już produkowane na przykład przez CarnotJet. Szafy nadają się do umieszczenia dowolnych serwerów, wystarczy najpierw wyjąć z nich wszystkie wentylatory.

Ryż. 4. Większość chłodzenia cieczą

Kolejnym czynnikiem wpływającym na wszechstronność jest ogromna liczba sposobów chłodzenia czynnika chłodniczego. Przykładem jest technologia SeaWater Air Conditioning (SWAC); centrum danych Google w Finlandii zostało zbudowane przy użyciu tej technologii. Z nazwy jasno wynika, że do chłodzenia wody wpływającej do centrum danych stosuje się wymiennik ciepła zimna woda, wyjęte z głębin morskich.

Klasyczny układ chłodzenia cieczą pełni rolę pośrednika pomiędzy względnymi wysoka temperatura wewnątrz serwerowni i chłodnicy, często suchej wieży chłodniczej i agregatu chłodniczego, na zewnątrz.

Sucha wieża chłodnicza jest obwód zamknięty chłodzenie, gdzie ciecz przedostaje się do chłodnicy pod wpływem powietrza. Istnieją również mokre wieże chłodnicze, w których woda jest jednocześnie natryskiwana i wdmuchiwana. W wieżach chłodniczych lub klimakonwektorach ciekły czynnik chłodniczy jest zwykle przygotowywany jedynie poprzez schłodzenie do temperatury powietrza, podczas gdy samo chłodzenie następuje w wymienniku ciepła agregatu chłodniczego.

Agregat chłodniczy to lodówka; działa na freonie, schładzając ciecz przechodzącą przez jej chłodnicę do wymaganej temperatury.

W przypadku klasycznego kondycjonowania cieczy obowiązują te same zasady, co w przypadku systemów na bazie freonu. Powietrze schłodzone w parowniku przechodzi przez odbiorniki i jest pobierane z serwerowni przez sam układ chłodzenia. Pomimo tego, że systemy cieczowe są bardziej uniwersalne i generalnie tańsze w eksploatacji niż systemy freonowe, ich efektywność jest niższa ze względu na większą liczbę pośredników typu chiller-ciecz-powietrze. Zgadzam się, nie jest to najbardziej udany schemat.

Usuwamy pośredników

Bezpośrednie chłodzenie swobodne to najbardziej energooszczędny sposób chłodzenia serwerowni. Oczywiście jego wydajność zależy całkowicie od temperatury powietrza na zewnątrz, jednak pewne zmiany w standaryzacji i różne zielone technologie stopniowo przesuwają systemy chłodzenia serwerowni w tym kierunku.

Zacznijmy od tego, że największy standaryzator systemów inżynierskich, a w szczególności systemów chłodzenia i ogrzewania, ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) – American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, od 2004 roku dwukrotnie podwyższono zalecaną temperaturę powietrza do chłodzenia serwerowni z +22 do +27 st. C. Natomiast w 2011 roku wprowadzono zmiany w normie, dzieląc dwie nowe klasy urządzeń dla serwerowni A3 i A4, gdzie zwiększono zakres temperatur. do +40 i +45 stopni. Producenci serwerów już produkują takie modele. Choć jeszcze go nie otrzymali rozpowszechniony coraz więcej konstruktorów centrów danych jest skłonnych do stosowania ekologicznych technologii w chłodzeniu.

W serwerowniach na naszych szerokościach geograficznych freecooling może stać się jeśli nie całkowitym zamiennikiem klasycznego modelu chłodzenia, to poważną pomocą w chłodzeniu w zimnych porach roku, a także pozwoli na zmniejszenie mocy klimatyzatorów.
Bardzo duży problem Bezpośrednie chłodzenie swobodne to główne zanieczyszczenie powietrza w miastach. Może się zdarzyć, że ilość, zużycie filtrów i moc wentylatorów do ich nadmuchu mogą zniweczyć wszelkie oszczędności na energii elektrycznej i mocy. Problem ten rozwiązuje się poprzez rozdzielenie obiegów i wprowadzenie między nimi wymiennika ciepła opartego na rekuperatorze obrotowym. W tym przypadku potrzebne będą również filtry, ale tańsze i przy minimalnym oporze powietrza.

Kolejnym dużym problemem jest to, że nasz freecooler pełniący funkcję pomocniczą nie będzie dobrze komponował się z systemami domowymi, a najlepiej z precyzyjnymi.

Jedna z zalet: dzięki bezpośredniemu free-coolingowi nie ma ryzyka wysuszenia powietrza w serwerowni, ponieważ następuje ciągła wymiana powietrza ze środowiskiem zewnętrznym. Z drugiej strony wilgotność powietrza na ulicy może kategorycznie nie odpowiadać przyjętym normom wilgotności dla serwerowni i tutaj na ratunek przychodzi jeden z głównych atutów systemów darmowego chłodzenia - chłodzenie adiabatyczne.

Już dawno to zauważono wilgotne powietrze w pobliżu zbiorników wodnych jest zawsze chłodniej niż na równinach oddalonych od nich, pamiętaj tylko o morskiej bryzie. Do adiabatycznego chłodzenia powietrza nie są potrzebne ani systemy redundancyjne, ani skomplikowane rozwiązania techniczne. Są one zaprojektowane na zasadzie mokrych wież chłodniczych; woda jest wtryskiwana do ogrzanego powietrza zewnętrznego w komorach za pomocą dysz, co powoduje odparowanie oraz schładzanie i nawilżanie powietrza. System ten nie tylko skutecznie obniża temperaturę powietrza na zewnątrz, ale także tworzy niezbędną wilgotność powietrza. To prawda, że w takich systemach jest to nowość materiały eksploatacyjne- woda. Dlatego też, wraz z PUE (Efektywność wykorzystania energii), ASHRAE wprowadziło nowy termin WUE (Efektywność wykorzystania wody (PDF)). Myślę, że za co odpowiadają te parametry, jest jasne dla wszystkich.

Jak jasne przykłady Realizacja takich systemów obejmuje centrum danych eBay Mercury w Phoenix (USA) oraz Facebook w Prineville (USA).

Zamiast wniosków

„Jak więc możemy ochłodzić małe serwerownie mocą kilkudziesięciu kVA?” - pytasz.
Odpowiedź jest niejednoznaczna. Dla większości czytelników odpowiednie będzie rozwiązanie w postaci dwóch zwykłych, domowych klimatyzatorów. Ci, którym uda się przekonać własne kierownictwo o konieczności oszczędzania pieniędzy i wprowadzania innowacji przyjaznych dla środowiska, doświadczą wielu bólów głowy, a potem niekończącej się radości z efektu końcowego.

Jak już powiedziałem, konkretne rozwiązanie zależy w dużej mierze od warunki klimatyczne określonego regionu. Aby dostrzec obraz klimatu, najlepiej go zrobić informacje historyczne o maksymalnych i minimalnych temperaturach i wilgotnościach dla całej historii obserwacji instrumentalnych w Twoim regionie lub mieście, a także analizuj szczegółowe dane dotyczące najwyższych temperatur dla ostatnie lata 10-20. To więcej niż wystarczy, aby opracować jasną strategię.

Pomimo wszystkich zalet darmowego chłodzenia, w warunkach strefa środkowa, w 80 przypadkach na 100 najprawdopodobniej nie będziesz mógł obejść się bez sprężarki lub klimatyzatora cieczowego. Z tego powodu ogólny pomysł budowa „dużej” energooszczędnej serwerowni wygląda następująco:

To pomieszczenie z precyzyjnym systemem chłodzenia. Pomieszczenie posiada podniesione podłogi zapewniające dopływ zimnego powietrza, podzielone na korytarze zimne i gorące, odizolowane od ogólnej serwerowni, aby zapewnić czystszą wymianę ciepła.
W większości przypadków system działa w oparciu o bezpośrednie chłodzenie swobodne; gdy wzrasta temperatura powietrza na zewnątrz, włącza się system chłodzenia adiabatycznego. Jeśli zostanie przekroczony akceptowalne standardy w zależności od temperatury wilgotności podłączana jest sprężarka lub układ chłodzenia cieczą, tj. klimatyzator.

Adiabatyka, tak interesująca z technicznego i praktycznego punktu widzenia, nie jest tu uwzględniona ze względu na swoją specyfikę, wymaga bardziej subtelnego podejścia do realizacji; Jeśli chodzi o rozważaną opcję, oczywiste jest, że efektywność energetyczna w przyszłości będzie wymagała dużych inwestycji na etapie budowy.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że taki system nie będzie mógł działać bez odpowiedniego i szczegółowego monitorowania stanu środowisko wewnętrzne. Monitoring temperatury w korytarzach zimnych i gorących, wilgotność powietrza wewnątrz i na zewnątrz, obecność wody w układzie adiabatycznym, kontrola szczelności. W tym celu dostępne są urządzenia monitorujące, które mogą publikować dane z różnych czujników poprzez Ethernet lub Wi-Fi. Prezentowane są w postaci tablic, produktów obudów oraz produktów do montażu w standardowych szafach typu rack 19”. Przykładowo sieci są już wyposażone we wbudowany modem GSM z modułem SMS, który może powiadamiać nie tylko krytyczne elementy systemu układ chłodzenia, ale także Ty osobiście.

Dodatkowo wszystkie te dane są nie tylko możliwe, ale i konieczne do wprowadzenia do globalnego systemu monitorowania, np. Zabbix, gdzie za pomocą wykresów i próbek można analizować mapę temperatur serwerowni oraz korelować zmiany wewnątrz i na zewnątrz poza serwerownią. Zautomatyzuj tworzenie incydentów w oparciu o zestaw wskaźników, a nie tylko jeden.

Wszystko to pozwoli odbudować układ chłodzenia do maksymalnej wydajności i zapobiec jego awariom.
Niestety nie da się w jednym krótkim artykule wyczerpująco omówić tematu chłodzenia serwerowni. Z jednej strony może się wydawać, że darmowe chłodzenie to rozwiązanie dla każdego, jednak w rzeczywistości jest to przedsięwzięcie dość ryzykowne. Historia zna wiele epickich sytuacji, w których całe centra danych zostały wyłączone z powodu błędów projektowych i niewystarczającej dbałości o szczegóły. Najlepszym, choć droższym rozwiązaniem jest powielanie standardowych układów chłodzenia alternatywnymi.
Duże centra danych dla Ciebie i ciągły hałas w serwerowniach.

Być może zainteresują Cię poniższe materiały