Плохо управляемое охлаждение ЦОД может привести к повышению температуры, что в свою очередь создаст локальные зоны перегрева и значительную нагрузку на серверы, устройства хранения данных и сетевое оборудование. В результате это приведет к простою, повреждению критически важных компонентов и сокращению срока службы оборудования. Неэффективные системы охлаждения могут значительно увеличить затраты на электроэнергию с точки зрения эксплуатации.
В залах ЦОД не подразумевается постоянное пребывание людей, а оборудование работает круглые сутки. Поэтому системы вентиляции и кондиционирования должны быть надежными и иметь запасные элементы на случай поломок.
Центрам обработки данных важно иметь надежную и доступную 24/7 систему кондиционирования воздуха для отвода тепла, выделяемого серверами и другими источниками тепла. Температура, влажность и чистота воздуха должны соответствовать спецификациям производителя ИТ-оборудования.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ЦОД
Чтобы процессоры ЦОД выполняли поставленные задачи, работали эффективно и без сбоев, нужно создать следующие условия:
- Температура в машинном зале: +18°С…+24°С, но не более +25 °С;
- Влажность воздуха: 40%…60%
- Скорость перемещения воздушных потоков 1,5…3 м/с (в зависимости от выбранного типа охлаждения);
- Содержание пыли в кубе воздуха меньше 0,75 мг;
- Класс фильтрации притока – EU4.
Поддерживая необходимые климатические условия, климатическое оборудование дата-центров должно обеспечивать:
- Круглосуточную бесперебойную работу круглый год;
- Точное поддержание температурных параметров;
- Контроль за влажностью;
- Сохранение функционала при любых температурах окружающего воздуха в месте размещения ЦОДа;
- Возможность подключения резервных мощностей.
Климатические нормативы ЦОД регламентируются действующими в России санитарными нормами и правилами, американским стандартом TIA 942, межгосударственными нормативами ISO, отраслевыми нормами радиоэлектронной промышленности и требованиями других нормативных актов.
Дата-центры нуждаются в круглосуточном охлаждении. Большинство бытовых и полупромышленных кондиционеров не предназначены для работы в режиме 24/7, поэтому, когда дело доходит до охлаждения серверной, кондиционирование воздуха с помощью бытовых и полупромышленных кондиционеров не является идеальным решением.
РЕШЕНИЯ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Вариант № 1: чиллер с кондиционерами-фанкойлами (CRAH).
Чиллер – это холодильный агрегат, применяемый для охлаждения и нагревания жидких теплоносителей в центральных системах кондиционирования, в качестве которых могут выступать приточные установки или фанкойлы.
Фанкойл – это воздухоохладитель, в который подается охлажденная вода или другой хладоноситель. Хладоноситель циркулирует в теплообменнике и охлаждает воздух, проходящий через него. Так и охлаждается воздух в ЦОДе.
По принципу расположения внутренних блоков кондиционеры бывают:
1) потолочные
2) шкафные модели с различным исполнением циркуляции воздуха. Например:
– забор горячего воздуха сверху, подача охлажденного воздуха вниз под фальшпол;
– забор горячего воздуха сверху, подача охлажденного воздуха фронтально вперед или назад в машинный зал;
– забор горячего воздуха снизу, подача охлажденного вверх в фальшпотолок, или вперед сверху в машинный зал;
3) межрядные модели кондиционеров, которые устанавливаются между ИТ-стойками, забирают нагретый воздух из горячего коридора и выбрасывают охлажденный в холодный коридор;
4) внутренние блоки типа «стена холода» – это отдельная категория фанкойлов с увеличенным теплообменником, осевыми вентиляторами и низкоскоростным потоком циркулирующего воздуха.
В чиллерном охлаждении есть холодильная установка, которая охлаждает не воздух, а конкретный хладоноситель. Варианты чиллера бывают разные:
1) Чиллер с конденсатором и драйкулером воздушного охлаждения, моноблочного исполнения. Обычно устанавливается на кровле зданий или на специальных площадках рядом с обслуживаемыми зданиями. У такого чиллера в теплое время года работает компрессор для охлаждения жидкостией, а в холодное время работает драйкулер – теплообменник (фрикулинг), который охлаждает хладоноситель за счет окружающего воздуха, более холодного чем сам хладоноситель;
2) Чиллер внутренней установки с выносным конденсатором воздушного охлаждения. Такой чиллер устанавливается внутри здания или в отдельном машинном отделении, а конденсатор воздушного охлаждения размещается снаружи здания, при необходимости организации “фрикулинга” такой чиллер можно жополнительно оснастить выносным драйкулером. Это исполнение позволяет установить чиллер в более комфортных условиях для его обслуживания и эксплуатации;
3) Чиллер с конденсатором жидкостного охлаждения, который размещается на раме чиллера. Такой чиллер также устанавливается чаще всего внутри здания, а для охлаждения конденсатора используется вторичный контур жидкостного охлаждения. Обычно это градирни открытого или закрытого типа;
4) Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения, но без драйкулера моноблочного исполнения. Данный тип располагается снаружи здания, не имеет опции фрикулинга и постоянно работает в режиме охлаждения. Такая модификация редко применяется в ЦОДах, так как не позволяет экономить электроэнергию в холодное время года. Чаще используется для охлаждения жидкостей с более низким температурным графиком, в пищевой промышленности и на промышленном производств, когда применение фрикулинга становится не эффективным;
5) Чиллер с тепловым насосом – специальное исполнение чиллера, позволяющее в процессе охлаждения утилизировать тепловую энергию в системы отопления и теплоснабжения здания.
Вариант 2№ – Кондиционеры с испарителями непосредственного охлаждения (CRAC).
Они также выпускаются в различном форм-факторе, как и CRAH. А именно:
1) потолочные модели,
2) шкафные модели с различным исполнением циркуляции воздуха. Например:
– забор горячего воздуха сверху, подача охлажденного воздуха вниз под фальшпол;
– забор горячего воздуха сверху, подача охлажденного воздуха фронтально вперед или назад в машинный зал;
– забор горячего воздуха снизу, подача охлажденного вверх в фальшпотолок, или вперед сверху в машинный зал;
3) межрядные модели кондиционеров, которые устанавливаются между ИТ-стойками, забирают нагретый воздух из горячего коридора и выбрасывают охлажденный в холодный коридор;
Отличие таких кондиционеров заключается в том, что теплообменник – испаритель, который находится в этих блоках, не водяной, а фреоновый. Испарители, которые работают на фреоне, называются кондиционеры с испарителями непосредственного охлаждения и могут быть:
1) с выносным конденсатором воздушного охлаждения;
2) со встроенным в кондиционер конденсатором жидкостноговодяного охлаждения (в этом случае охлаждение конденсатора осуществляется с помощью драйкулера (сухой градирни);
3) с выносным ККБ (компрессорно-конденсаторным блоком). В данном варианте компрессор вместе с конденсатором располагаются в наружном блоке. Это в свою очередь позволяет увеличить размер испарителя во внутреннем блоке и тем самым увеличить холодопроизводительность такого же по габаритам внутреннего блока по сравнению с вариантами, когда компрессор размещается во внутреннем блоке.
4) гибридные кондиционеры с конденсатором жидкостного охлаждения, выносным драйкулером и двойным контуром испарителя: 1 контур с непосредственным охлаждением хладагентом и 2 контур с охлаждением хладоносителем для использования работы кондиционера в режиме фрикулинг;
5) кондиционеры с насосной подачей хладагента и выносным конденсатором воздушного охлаждения. Этот вариант также позволяет организовать режим фрикулинг при низких температурах окружающего воздуха и отключить компрессор.
Вариант №3 – Кондиционеры типа тандем
Ещё один вариант – кондиционеры типа тандем. Здесь внутренний блоки имеют 2 независимых контура. Один контур на базе чиллерного охлаждения (CRAH), второй контур – на базе непосредственного охлаждения (CRAC).
Российский рынок коммерческих ЦОД растет, чему содействует цифровая трансформация всех сфер бизнеса. Следовательно, возрастает и спрос на высококачественное климатическое оборудование, без которого нереально обеспечить подобающий уровень обслуживания клиентов дата-центра.
