Климатици за сървърно помещение. Климатик в сървърна стая

При избора на климатици за сървърни помещения те се ръководят от следните "Технически изисквания за сгради и помещения за инсталиране на компютърно оборудване" (SN 512-78):

1. Температурата на въздуха в помещенията е от 18° до 22°C.
2. Относителна влажност на въздуха - от 20 до 70%.
3. Оптималната скорост на въздушния поток е 0,2 m/s (не повече от 0,3 m/s за студени периоди, 0,5 m/s за топли периоди).
4. Съдържанието на прах във въздуха на закрито не трябва да надвишава: в сървърното помещение - 0,75 mg / m 3, с размер на частиците не повече от 3 микрона (атм. прах, сажди, дим, спори, азбест); в помещения за обработка на данни - 2 mg / m 3.

Следователно сървърните помещения трябва да бъдат оборудвани с климатична система, която поддържа температурата, влажността и съдържанието на прах в горните граници.

Климатиците работят целогодишно. Затова през зимата климатиците трябва да поддържат работа при външни температури до -30°C или да бъдат допълнително оборудвани със зимен комплект (отоплителна система за дренаж и картер на външни тела).

Особено внимание трябва да се обърне на надеждността на климатика в сървърното помещение. Повредата на охладителната система води до огромни загуби поради прекъсване на сървърната технология. Затова винаги поставяйте резервна климатична система. Оказва се, че охладителната способност на климатиците в сървърното помещение трябва да е поне два пъти по-голяма от разсейваната топлина от сървърите.

Препоръчва се периодично да се изключва основната охладителна система и да се включва резервната. В противен случай има голяма вероятност резервната система, след като е престояла три години, просто да не се включи, когато основната се повреди. А също и алтернативният режим удвоява периода на непрекъсната работа на климатиците. Ръчно превключване на климатици само в най-икономичните решения, поради човешкия фактор тази опция се оказва ненадеждна. Препоръчваме монтиране на автоматичен блок за превключване на режимите на работа на климатици.

Ако в сървърното помещение няма прозорци, необходимата мощност на климатиците може да се изчисли приблизително като сбор от 70% от общата мощност на захранванията за цялото оборудване и 20% от мощността на непрекъсваемите източници на енергия. Охлаждащият капацитет на климатика трябва да е по-висок от изчислената стойност. За резервиране прогнозният брой климатици трябва да се удвои.

Как да изберем климатик за сървърна стая?

За да изберете климатици, първо трябва да изчислите общата мощност на топлоотдаване на сървърното оборудване.

Ако в сървърното помещение няма прозорци, необходимата мощност на климатиците може да се изчисли приблизително като сбор от 70% от общата мощност на захранванията за цялото оборудване и 20% от мощността на непрекъсваемите източници на енергия. Охлаждащият капацитет на избрания климатик трябва да е по-висок от изчислената стойност. За резервиране прогнозният брой климатици трябва да се удвои.

Горещо препоръчваме изборът на климатици и изборът на схемата им за монтаж да се извършва от специалист след точна калкулация на базата на проекта на помещението или при лично посещение. Това ще избегне грешки и ще спести скъпо оборудване.

В допълнение към броя и мощността на климатиците, важен критерий е цената и надеждността на оборудването. Климатикът трябва да работи най-малко три години и в същото време цената му трябва да бъде икономически обоснована. Препоръчително е да се съсредоточите върху цената на климатиците заедно с монтажа в рамките на 10% от цената на сървърите.

Вертикалната ос показва общата цена на сървърния хардуер (само компютърен хардуер), разделена на неговия общ капацитет за разсейване на топлина. Хоризонтално, общата мощност на разсейване на топлината на цялото оборудване. В пресечната точка можете да видите списък с климатици, препоръчани за тази марка сървъри и тяхната прогнозна цена заедно с монтажа.

Пример за избор на климатици за сървърно помещение:

Пет сървъра с 400W захранвания струват $2500 всеки, монитор с 200W захранване струва $200, 5000VA непрекъсваемо захранване (3500 W) струва $2700.

Общата стойност на мощността на разсейване на топлината ще бъде:

1. 70% от мощността на основното оборудване: (5 x 400+ 1 x 200) x (70% / 100%) = 1540 W
2. 20% от мощността на UPS: 1 x 3500 x (20% / 100%) = 700W
3. Обща мощност на разсейване: 1540 + 700 = 1940 W ≈ 2 kW.

Разсейването на мощността на сървърния хардуер (компютърна технология) е 5 x 400 x (70% / 100%) = 1400 W = 1,4 kW.

Разходи за сървърен хардуер (само компютър): 4 x 2500 = 12 500 USD

Специфични разходи за изчислително оборудване за киловат генерирана топлина: 12 500 / 1,4 = 8 929 USD/kW.

Според графиката избираме пресечната точка на първата колона (обща мощност на разсейване на топлина 2 kW< 20 кВт) и второй строки (удельная стоимость вычислительной техники 8 929 USD/кВт меньше 10 000, но больше 6 000).

Получаваме, че за този пример са подходящи климатици с марките Mitsubishi Heavy, Hitachi, Toshiba, Panasonic. Общият капацитет на охлаждане на всички климатици трябва да бъде поне два пъти по-голям от общия капацитет на разсейване на топлината, т.е. поне 2 x 2 kW = 4 kW.

Може да се предложи монтиране на два климатика с охладителна мощност 2,1 kW всеки, общо 4,2 kW.

Цената на избраното оборудване към момента на писане е 427 USD x 2 = 854 USD. Цената на инсталацията е 7 900 х 2 = 15 800 рубли. Общата цена при обменен курс на долара от 62 рубли / USD ще бъде 68 750 рубли.

В един момент някои предприятия растат до точката, в която техните вътрешни информационни системи вече не се побират в един сървърен шкаф. След това ръководителят на ИТ отдела ще трябва да прецени всички плюсове и минуси и да реши дали да изгради сървърна стая или не. Възможно е да има няколко варианта: от пълно освобождаване от собствения си капацитет и преместването му в облаците или колокация в голям център за данни, до изграждане на собствен мини (или не толкова) център за данни с блекджек.

Процесът на изчисления, планиране и изграждане на сървърно помещение е много отговорен и скъп. Ще трябва да инвестирате дори на етапа на проекта, тук, между другото, можете да спестите пари, ако всички процедури в сървърната стая, от проектирането до строителството, ще бъдат извършени от един изпълнител. Естественото желание на ръководителя на предприятието в такава ситуация е да изпълни минималната възможна сума. И всяко оскъпяване на проекта се възприема враждебно. В подобни престрелки често се забравя, че освен изграждането на съоръжението следва и неговата поддръжка, която при неправилно проектиране може след две-три години да обедни бюджета на предприятието за поредното несъществуващо сървърно помещение.

Вторият по големина консуматор на ресурси (в случая електричество и консумативи) в сървърното помещение е охладителната система. За никого не е новина, че „мощността“ на системата за охлаждане на сървърното помещение трябва поне да съвпада, а в най-добрия случай да надвишава с няколко десетки процента пиковата мощност на цялото оборудване, инсталирано в сървърното помещение. Ще говорим за това какво представляват охладителните системи и как да спестим от работата на такива системи в тази статия.

Класификация на системите за охлаждане на помещенията

Компресорните климатици са най-познатите за работа и разбиране. При тях хладилният агент (в по-голямата част от случаите - фреон) пренася топлината от радиатора на вътрешното тяло към външното, където разсейва енергията в околната среда. Можете да прочетете повече за принципа на работа на климатика. След това има течни и комбинирани системи, като основна охлаждаща течност се използва вода или етиленгликол, а изборът на охлаждаща течност зависи не само от условията на работа, но и от метода на охлаждане. И най-ефективното решение, при определени условия, разбира се, са системите за свободно охлаждане. Това са изключително прецизни устройства, разработени почти от нулата във всеки случай.

Също така си струва да се обърне внимание на класификацията по "форма фактор". Тук можем условно да разделим системите на два вида. Домакинските системи, с които всички сме свикнали, обикновено се инсталират в офиси и апартаменти, окачени на стени или тавани, но могат да служат и като охладителни системи за специализирани помещения. И прецизни системи, които включват специализирани климатични системи и, разбира се, всички системи за свободно охлаждане и течни системи.

Вътре в прецизните системи има систематизация според принципа на действие и според метода на доставяне на "студ" на "потребителите". И ако основните разлики са повече или по-малко ясни, тогава има много начини за директно охлаждане на устройствата.

Сред класическите обичайни случаи може да се открои хладилна камера с инсталирани стелажи, тук са подходящи и битови климатици. Класическите варианти за прецизни решения са устройства с вградени въздуховоди, със студени и топли коридори, където стелажите са подредени в редове по такъв начин, че да поемат студен въздух, идващ например от под повдигнат под. Те отдават нагрятия въздух в коридорите, откъдето се извежда принудително. Има и варианти с въздуховоди към всеки шкаф, където въздухът се подава към всеки отделен шкаф отгоре или отдолу и след това активно се отвежда.

Има малко повече от много некласически решения. Излишно е да казвам, че всички те са прецизни. Повечето решения са комбинации от горните системи за повишаване на ефективността и намаляване на разходите. Разпространението тук е от индивидуални климатици за всеки сървърен шкаф до течно охлаждане на всеки отделен сървър или дори процесор. И също така си струва да се отбележат системите с директен контакт на потребителя с течността. В този случай сървърите са изцяло потопени в специално масло. Маслото е без мирис и изобщо не провежда електричество. Течността непрекъснато циркулира в басейните на оборудването и преминава през охлаждащи радиатори.

Стратегия

Повече от веднъж си струва да мислите за необходимостта от изграждане на сървърна стая. Има мнение, че за мощности под 5 kW не е необходима специална сървърна стая. Обикновено цялото оборудване ще се побере в стелаж-шкаф с 42-47 единици и най-много е необходимо отделна еднорамкова стойка за крос-кънтри. Всичко това може да бъде оградено от „администраторската“ или друга стая (най-важното не от счетоводния отдел) със стъклена или гипсокартонена преграда с уплътнена врата, да поставите свързан битов климатик и да отидете да пиете бира.

Но ние изграждаме сървърна стая. На първо място трябва да решим каква система за охлаждане ще използваме и не става въпрос само за цена. Изборът на метод за охлаждане зависи от много фактори: мощността на оборудването, местоположението на сървърното помещение в сградата, географското разположение на самата сграда и дори от предразсъдъците срещу определени видове охладителни устройства и недалновидността на органи.

Широко разпространено е мнението, че за системи до 10 kW ще е достатъчен битов климатик. Разбираемо е, тъй като домакинските сплит системи с по-висока мощност, първо, са доста проблематични за закупуване, и второ, тяхната цена се доближава или дори надвишава цената на прецизните климатици с подобна мощност.

Възможността за инсталиране на определена охладителна система, възможността за свързване на комуникации, въздуховоди за специализирани системи, организиране на повдигнат под или инсталиране на турбини зависи до голяма степен от местоположението на сървърното помещение в сградата. При недостатъчна височина на тавана е невъзможно да се организира повдигнат под с необходимата дълбочина за монтиране на въздуховоди за издухване и всмукване на въздух на прецизна система. Положението в средата на сградата ще създаде проблеми при полагане на въздуховоди, един от вариантите за free-cooling система, а близостта до икономическия отдел като цяло ще сложи край на изграждането на сървърно помещение поради "шум" шум“.

Географският фактор играе една от основните роли и често слага край на възможността за свободно охлаждане, ако сте например в тропическата зона. Ето защо строителите на центрове за данни обичат толкова много северните райони на нашата планета, защото там изобщо не можете да използвате климатици.

Освен това някои техници имат собствено много силно убеждение в приложимостта на една система и абсолютната неприемливост на други опции за охлаждане. Те спокойно и уверено ще докажат своя случай, намирайки плюсове и търсейки недостатъци в други предложения, от реални до митични.

В резултат на това, въз основа на избраната стратегия, ще проектираме устройството на самата сървърна стая.

Стратегия за охлаждане на домашни климатици

Вие сте собственик на малък флот от сървъри, 2-3 стелажа, с които ще стоят в отделна стая. Нямате перспектива за плавно увеличаване на капацитета и или не искате да се занимавате, или (най-вероятно) нямате бюджет за по-енергийно ефективни и екологични решения.

Първо решете как ще бъдат разположени стелажите за оборудване във вашето сървърно помещение спрямо климатиците. Най-добрият ви залог би бил да монтирате вашите разделени вътрешни модули срещу редица стелажи, един върху един, сочещи към „предната“ страна на отворен стелаж или шкаф с мрежеста врата. Има смисъл да инсталирате оборудването вътре в стелажа от страната, от която поема въздух за охлаждане на вътрешните компоненти. Някои модули за стелаж могат да бъдат преустроени или дори освободени в дизайн, при който или поемат, или изпускат въздух от предната или една от страничните стени. Помислете за това, когато купувате.

Дори и да не се очаква увеличение на общата мощност, климатиците трябва да се вземат с запас от мощност, например като се вземе пиковата консумация-разсейване на „най-горещия“ шкаф за максимум и се умножи по техния брой шкафове.
Минималната толерантност към грешки в тази стратегия е N+1. На практика това изглежда като два или повече климатика с еднакъв капацитет, при което "N" климатици могат да поддържат работната температура в сървърното помещение, докато "+1" се ремонтира или обслужва. Най-често две единици се използват в малки сървърни стаи. За да се удължи живота и на двата климатика е необходимо да се използва устройство за въртене на климатика. Устройството в определени периоди от време превключва работата от един климатик на друг, следи тяхното стартиране и контролира работата. Ако някой от климатиците откаже, той трябва автоматично да свърже „спящия“ и да уведоми отговорното лице за проблема. Трябва да се отбележи, че не всички модели битови климатици поддържат тази функция.

Всички сървърни сплит системи, инсталирани по географските ширини на нашата страна, трябва да имат така наречения "зимен комплект". Това е блок за управление, известно подобрение на радиатора на външния климатик и системата за отопление на картера на помпата. Работи автоматично.

Фиг. 1. Охлаждане с битови климатици.

Прецизни системи за охлаждане на помещения

Прецизен (високо прецизен) климатик (или друг охладител) - проектиран точно така, че да работи максимално ефективно в инфраструктурата с зададените крайни параметри. С други думи, когато казваме „прецизен климатик“, имаме предвид, че както помещението, оборудването на сървърната стая, така и самият „хладилен агрегат“ са разработени в проекта като набор от технологии, които позволяват най-доброто осигуряване на оперативност, безопасност и издръжливост на скъпо оборудване.

Излишно е да казвам, че устройствата с индивидуален дизайн са скъпо удоволствие. Свещените войни се водят между привърженици на различни лагери. Някои твърдят, че за обикновена сървърна стая е достатъчна свързана индустриална версия на битов климатик, като например Daikin (серия FT и FAQ) или Mitsubishi (серия Heavy). При избора на тази опция е важно да се вземат предвид такива недостатъци като локална стагнация на горещ въздух в ъглите или в стелажи, които не са заети от активно оборудване. Също толкова опасен фактор е ниската влажност, защото, както знаете, климатикът изсушава въздуха. Сухият въздух допринася за натрупването на статично електричество, наличието на статичен потенциал върху тънката електроника влияе неблагоприятно на работата на чиповете и увеличава риска от тяхното унищожаване чрез разреждане. Разбира се, повечето фактори могат да бъдат елиминирани, но в повечето случаи това е производство на патерица. Допълнителни вентилатори, овлажнители, всичко това са многократни точки на повреда, разходи за енергия и поддръжка. Поддръжката, между другото, на същия овлажнител не е толкова скъпа от гледна точка на пари, колкото от гледна точка на време. Нуждаете се от редовно почистване и ежедневно доливане на вода.

Не всичко върви гладко и при Precisionists. На първо място, те са много големи: фреоновите климатици имат размери на две или три пълноразмерни стелажи. Тъй като контролът на влажността е една от основните функции на специализирания климатик, трябва да се подава вода към вътрешните тела, което е напълно неприемливо за някои ИТ специалисти. Студеният въздух от такива модули се подава към стелажите през въздуховоди, които са или под повдигнатия под, най-често срещаният и най-скъпият вариант, или под тавана, което предполага високи тавани и налага допълнителни ограничения върху полагането на кабелни комуникации. Кондензаторите-охладители на такива климатици са с прилични размери и веднага възниква въпросът с тяхното разположение и тръбната система от вътрешното тяло.

Приключихме с минусите, нека преминем към плюсовете. Те включват: висока производителност, резервиране само на активни компоненти на климатика (например въздуховоди, мисля, че няма смисъл да се резервират), прецизен контрол на температурата и влажността, възможност за детайлен мониторинг. Предимствата, които следват оттук са относителни спестявания, гарантирана доставка на студен въздух до потребителя, поддръжка на висока плътност на консуматорите на стелаж (това е по-скоро правило, ако стелажът е празен, той ще работи неефективно и ще засегне цялата "екосистема" "). Има разбираема връзка между увеличените разходи за климатизация и последващата енергийна ефективност.

Както казах, най-разпространената форма на прецизна климатизация е системата за коридори, където стелажите са подредени в редове и са разположени така, че да поемат въздух от студените коридори (където въздухът се подава от климатика) и в горещите коридори (където се поема въздух от вентилационната система). Въздуховодът на такава система най-често е повдигнат под. Панелите на самия под са предимно твърди, цялата кабелна комуникация, ако е възможно, се прехвърля от под повдигнатия под до тавана, решетъчните панели са подредени пред редиците стелажи в пода, откъдето охладеният въздух влиза отпред страна на стелажа. Вратите на сървърните шкафове с такова устройство се правят мрежа от двата края или изобщо не го правят. След това загрятият от сървърите въздух се издухва в горещия коридор, откъдето се изсмуква от системата за принудителна вентилация. В идеалния случай, следвайки принципите на термодинамиката, аспираторът трябва да бъде разположен в горната част на горещия коридор, но това често се прави на повдигнат под, за да се спести място над кабелните стелажи. От сравнително наскоро студените и горещите коридори са направени херметически затворени от общата сървърна стая. Това направи възможно постигането на значителни икономии при разсейването на ценния студ. Задължително е да поставите тапи в свободните пространства на шкафовете, защото горещият въздух се стреми да се смеси с охладения. Това може да увеличи ефективността на охлаждане с един и половина до два пъти.

Ориз. 2. Система с отворени коридори, загубата на ценен студен въздух е очевидна.

Ориз. 3. По-ефективна изолирана коридорна система.

Intel, например, преследвайки идеята за възможно най-просто и ефективно охлаждане на оборудването, отиде по-далеч и дори патентова изпускателна стойка. Стелажът е обикновен 19" шкаф, но по-дълбок от аналозите и има въздуховод в горния капак, който се отваря в пространството на окачения таван, откъдето се изсмуква топлият въздух от климатиците. Цялата система, с изключение на климатиците, е абсолютно пасивен, но в същото време, според Intel, той може да охлажда 32 kW rack оборудване.

Имайки предвид климата на нашата страна, прецизните климатици имат още един голям плюс: веригата им може да бъде безболезнено модифицирана чрез добавяне на пълна или частична течна верига. Използвайки етилен гликол като хладилен агент, друга верига с течно охлаждане е изградена успоредно с веригата на климатика, като по този начин се намаляват разходите за електроенергия, поддръжка на климатика и се увеличава техният експлоатационен живот. Ефективността на гликоловата верига започва още при температури под +20 C, което не е необичайно дори през лятото през нощта в Русия.

Допълнителна течна верига дублира тази на фреонова верига и по принцип може да работи денонощно, като по време на „горещото“ дневно охлаждане на компресора и кондензатора на климатика, а при спадане на външната температура преминаване към частично и пълно охлаждане на вътрешното топлообменник.

Водещи производители на прецизни охладителни системи са Schneider Electric, STULZ, Emerson Network Power, RC Group. Сред техните решения има и готови комбинирани системи.

Флуидни системи

Основната разлика между течното охлаждане и охлаждането с фреон е, че във веригата течността най-често не променя фазовото си състояние, поради което при еднаква мощност на системата водните и гликоловите системи ще загубят по ефективност спрямо фреоновите. Течните системи обаче имат неоспорими предимства като капацитет и гъвкавост. При системите с течно охлаждане охладителят може да бъде или вентилатор на покрива или в двора на сградата, или отоплителната система на самата сграда. Течността може да охлажда въздуха в сървърно помещение или може да се използва като охладител за единичен процесор. Безспорното предимство на течното кондициониране е практически неограничената дължина на линиите, поради ниската цена на хладилния агент, за самата система това е само плюс. Най-опасното нещо в тази ситуация е изтичането на проводящия агент, но, очевидно, това вече не плаши никого. IBM се отличи в тази ситуация с изграждането на SuperMUC, където постигна 40% икономия на енергия поради липсата на чилъри в охладителната система. И Google в повечето от своите центрове за данни наистина използва система по собствен дизайн, която използва система от студени и горещи коридори.

Друга течна система включва потапяне на сървъра в специално минерално масло. Маслото е изолатор, така че няма да има късо съединение. Що се отнася до енергийната ефективност, тогава, според експерти от същия Intel, в този случай 90% по-малко енергия се изразходва за охладителната система, а консумацията на енергия от самите сървъри също намалява. Потопяеми стелажи за течно охлаждане вече се предлагат, например, от CarnotJet. Стелажите са подходящи за поставяне на всякакви сървъри, само че първо трябва да извадите всички вентилатори от тях.

Ориз. 4. Най-течното охлаждане

Друг фактор за гъвкавостта е големият брой начини за охлаждане на хладилния агент. Например можем да цитираме технологията SeaWater Air Conditioning (SWAC); тази технология се използва за изграждането на центъра за данни на Google във Финландия. От името става ясно, че за охлаждане на водата, постъпваща в центъра за данни, се използва топлообменник на студена вода, взета от морските дълбини.

Класическата система за течно охлаждане действа като посредник между относително високата температура вътре в сървърното помещение и охладителя, по-често сух охладител и чилър, отвън.

Сухият охладител е затворена охлаждаща верига, при която течността навлиза в радиатор, който е принуден да издухва въздух. Има и мокри охладителни кули, в които водата се пръска и издухва едновременно. В градинските кули или вентилаторните конвектори течният хладилен агент обикновено се приготвя само чрез охлаждане до температура на въздуха, докато самото охлаждане се извършва в топлообменника на охладителя.

Чилърът е хладилник, той работи с фреон, охлаждайки течността, преминаваща през неговия охладител, до необходимата температура.

За класическото кондициониране на течности важат същите правила като за фреонови системи. Охладеният в изпарителя въздух преминава през консуматорите и се поема от самата охладителна система от сървърното помещение. Въпреки факта, че течните системи са по-гъвкави и като цяло по-евтини за работа от фреоновите системи, тяхната ефективност е по-ниска поради по-големия брой посредници въздух-чилър-течност-въздух. Съгласете се, не най-успешната схема.

Премахваме посредниците

Директното свободно охлаждане е най-енергийно ефективният начин за охлаждане на сървърни стаи. Разбира се, неговата ефективност зависи изцяло от външната температура, но някои промени в стандартизацията и различни зелени технологии постепенно насочват сървърните охладителни системи в тази посока.

Да започнем с факта, че най-големият стандартизатор на инженерни системи и по-специално системи за охлаждане и отопление, ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) - Американското дружество на инженерите по отопление, охлаждане и климатизация, от г. 2004 г. два пъти увеличи препоръчителната температура на въздуха за охлаждане на сървърни стаи от +22 до +27 градуса C. А през 2011 г. стандартът беше изменен, за да стратифицира два нови класа оборудване за сървърни стаи A3 и A4, където температурният диапазон беше увеличен до +40 и +45 градуса. Производителите на сървъри вече произвеждат такива модели. Въпреки че все още не са широко разпространени, все повече строители на центрове за данни клонят към използването на зелени технологии в охлаждането.

За сървърни помещения по нашите географски ширини freecooling може да се превърне ако не в пълна замяна на класическия модел на охлаждане, то в сериозна помощ при охлаждане през студения сезон, а също така ще намали мощността на климатиците.
Най-големият проблем с директното свободно охлаждане е общото замърсяване на въздуха в градовете. Може да се случи така, че броят, консумацията на филтри и мощността на вентилаторите за тяхното обдухване да обезсмислят всички спестявания на електроенергия и мощност. Този проблем се решава чрез разделяне на веригите и въвеждане на топлообменник между тях на базата на ротационен топлообменник. В този случай ще са необходими и филтри, но по-евтини и с минимално съпротивление на въздуха.

Друг голям проблем е, че с допълнителната функция на нашия freecooler, той няма да съвпада добре с домашните системи и най-добре с прецизните.

От предимствата: при директното свободно охлаждане няма риск от пресушаване на въздуха в сървърното помещение, т.к. има постоянен обмен на въздух с външната среда. От друга страна, влажността на външния въздух може категорично да не отговаря на приетите стандарти за влажност на сървърните помещения и тук на помощ идва един от основните козове на системите за свободно охлаждане - адиабатното охлаждане.

Отдавна е забелязано, че влажният въздух в близост до водни тела винаги е по-хладен, отколкото в равнините, далеч от тях, помнете поне морския бриз. Адиабатното въздушно охлаждане не изисква никакви резервни системи или сложни технически решения. Те са подредени на принципа на мокри охладителни кули, водата се впръсква в нагрятия външен въздух в камерите чрез дюзи, които, изпарявайки се, охлаждат и овлажняват въздуха. Тази система не само ефективно понижава температурата на външния въздух, но и създава необходимата влажност. Вярно е, че в такива системи се появява нов консуматив - вода. Ето защо, заедно с PUE (ефективност при използване на енергия), ASHRAE въведе нов термин WUE (ефективност при използване на вода (PDF)). За какво отговарят тези параметри, мисля, че е ясно на всички.

Като ярки примери за внедряването на такива системи може да се спомене центърът за данни на eBay "Mercury" във Финикс (САЩ) и Facebook в Приневил (САЩ).

Вместо заключение

„И как в крайна сметка да охладим малки сървърни стаи за няколко десетки kVA?“ - ти питаш.
Отговорът е двусмислен. За повечето читатели решение от два нормални домакински климатика ще свърши работа. Тези, които успеят да убедят собственото си ръководство в необходимостта от спестяване на пари и въвеждане на устойчиви иновации, ще получат много главоболия и след това безкрайно удоволствие от крайния резултат.

Както казах, конкретното решение е силно зависимо от климатичните условия на даден регион. За да възприемете климатичната картина, най-добре е да вземете историческа справка за максимумите и минимумите на температурата и влажността за цялата история на инструменталните наблюдения във вашия регион или град, както и да анализирате подробни данни за най-горещите температури през последните 10 -20 години. Това е повече от достатъчно за разработване на ясна стратегия.

Въпреки всички предимства на свободното охлаждане, в условията на средната лента, в 80 случая от 100 най-вероятно е невъзможно да се направи без компресор или течен климатик. В тази връзка общата идея за изграждане на „голяма“ енергийно ефективна сървърна стая е следната:

• Това е стая с прецизна система за охлаждане. В помещението за подаване на студен въздух са разположени повдигнати подове, с разделение на студени и топли коридори, изолирани от общото сървърно помещение, за да се осигури по-ясен топлообмен.
• През повечето време системата работи на директно свободно охлаждане, когато температурата на външния въздух се повиши, се свързва адиабатната охладителна система. При превишаване на допустимите граници за температура на влажност се включва компресор или система за течно охлаждане, т.е. климатик.

Адиабатът, който е толкова интересен от техническа и практическа гледна точка, не се разглежда тук поради неговата специфика, той изисква по-фин подход при изпълнението. По отношение на разглеждания вариант е ясно, че енергийната ефективност в бъдеще ще изисква големи инвестиции на етап строителство.

Струва си да се обърне внимание на факта, че такава система няма да може да работи без адекватен и подробен мониторинг на състоянието на вътрешната среда. Контрол на температурата в студените и топлите коридори, влажността на въздуха вътре и навън, наличието на вода в адиабатната система, контрол на течове. За да направите това, има устройства за наблюдение, които могат да публикуват данни от различни сензори чрез Ethernet или Wifi. Те са представени под формата на платки, продукти за корпуси и продукти за монтаж в стандартни 19 "стойки. Например, мрежата вече е оборудвана с вграден GSM модем с SMS модул, който може да уведомява не само критичните компоненти на охлаждането, система, но и вие лично.

Освен това всички тези данни са не само възможни, но и необходими за въвеждане в глобална система за мониторинг, например Zabbix, където с помощта на графики и проби можете да анализирате температурната карта на сървърната стая, да корелирате промените вътре в сървърно помещение и отвън. Автоматизирайте създаването на инциденти въз основа на набор от индикатори, а не само един.

Всичко това ще ви позволи да възстановите охладителната система за максимална ефективност и да предотвратите нейната повреда.
За съжаление, в една малка статия е невъзможно да се разработи задълбочено темата за охлаждането на сървърната стая. От една страна може да изглежда, че свободното охлаждане е опция за всеки, но всъщност това е доста рисковано начинание. Историята познава доста епични ситуации, когато цели центрове за данни са деактивирани поради грешки в дизайна и недостатъчно внимание към детайлите. Най-доброто, макар и по-скъпо, е решение, което включва дублиране на стандартни охладителни системи с алтернативни.
Големи центрове за данни за вас и непрекъснат шум в сървърните стаи.

Компютърното оборудване, инсталирано в сървърно помещение, неизбежно генерира голямо количество топлина, което влошава функционирането на системата. За нормализиране на индекса на температурата и влажността е инсталиран климатик за сървърното помещение. Устройството за въздушно охлаждане се избира, като се вземат предвид много фактори, които влияят върху качеството на сървъра.

Функции на сървърната стая

Сървърната стая е стая, често без прозорци, понякога с вентилационна система. Поставеното там компютърно оборудване изисква съответствие с определени параметри на въздушното пространство:

• Температура на въздуха - 18-22⁰ С.
• Скоростта на въздушния поток за топлия сезон е до 0,5 m/s, за студения сезон - до 0,3 m/s.
• Относителна влажност на въздуха - 20-70%.
• Наличие на прах - 0,75 mg / m³, размерът на частиците е не повече от 3 микрона (за помещения за обработка на данни - 2 mg / m³).

Често сървърното помещение се намира далеч от външните стени на сградата, което създава трудности при полагането на фреоновия път за климатично оборудване. Когато инсталирате сплит системи, ще трябва да поставите допълнителни комуникации за източване на конденза.

Прекомерната влажност, както и прекалено сухият въздух, влияят неблагоприятно на работата на сървъра, която трябва да се извършва денонощно, стабилно, без прекъсване. Климатичните инсталации помагат за нормализиране на микроклимата.

Климатици за сървърни стаи

Индустриалните, полуиндустриални климатични системи, използвани за сървърни стаи, трябва да имат редица параметри:

• висок производствен капацитет;
• функционира дълго време;
• висока надеждност;
• възможност за продължителна работа при ниски външни температури;
• работа в постоянен температурен диапазон от 18⁰ С;
• достатъчна дължина на фреонови комуникации.

Функции на климатичната технология за сървърни помещения:

• Постоянно охлаждане на помещението. Работещото компютърно оборудване генерира голямо количество топлина, която постоянно трябва да се отвежда. За това служи вентилационната система. Но често не може да установи ефективен въздухообмен. Затова климатиците се използват за охлаждане и овлажняване на въздуха.
• Когато охлаждате сървъри, непрекъснатата работа е важна. За това често се използва резервът на мощност на климатиците. При сто процента резервиране са инсталирани две устройства, при петдесет процента - три. Резервният климатик осигурява непрекъсната работа на охладителната система.
• Нормализиране на нивото на влажност. Необходимо е стриктно да се спазва този показател за качеството на сървъра. За всяка стая се определя индивидуално. Студеният въздух винаги е по-сух, така че се предпочита оборудване, способно да овлажнява подавания въздух.

Сплит системи

Стандартните битови климатици могат да се монтират само в малки сървърни помещения (един сървърен шкаф с климатик), тъй като капацитетът им не е достатъчен за охлаждане на средни площи. В този случай трябва да изберете модели, които са проектирани от производителя специално за работа през зимата при температура от -30 - 40⁰ С (например Daikin). В екстремни случаи сплит системата трябва незабавно да бъде оборудвана със зимен комплект.

Предпочитание трябва да се дава на устройства, които са оборудвани с дълги фреонови комуникации, което също е много важно за отдалеченото разположение на сървъра.

Закупеният климатик също трябва да почиства въздуха от прах, който уврежда компютърното оборудване, утаявайки се върху чувствителни микроелементи.

Минусът на сплит системата е локалните джобове от застоял горещ въздух, които не могат да бъдат достигнати от активно оборудване и ниска влажност на въздушния поток.

Прецизни климатични системи

Те ви позволяват точно, подробно да зададете оптималните параметри на влажност, температура на въздуха. Това са скъпи инсталации, които често са предназначени за конкретно помещение с предварително зададени параметри на микроклимата.

Те са големи и изискват водоснабдяване. Студеният въздух се подава през вентилационни канали, разположени под пода или над тавана. Енергийно ефективен благодарение на прецизно регулиране на температурата и нивото на влажност, следене на всички показатели.

Прецизното охлаждане включва разполагане на компютърно оборудване в редове, където стелажите образуват коридори за горещ и студен въздух. През подовите отвори студените потоци влизат в стелажите за оборудване. Освен това отработеният нагрят въздух навлиза в горещия коридор, откъдето се отстранява чрез смукателна вентилация.

За повишаване на ефективността на прецизната система и намаляване на енергийните разходи са изградени херметични топли/студени коридори, чиито въздушни потоци не се смесват.

Чилър и вентилаторна система

Предполага използването на течна вода за централно отопление като хладилен агент. Има предимства пред фреоновата система:

• голяма производителност;
• универсалност;
• възможно е използването като допълнително охлаждане на фреоновото оборудване;
• по-евтина операция.

Принципът на работа е същият като този на фреонови инсталации: охладен въздух се подава към стелажния ред, отработеният горещ въздух се поема от система за принудителна вентилация.

Ефективността е намалена поради сложното разположение на охлаждащото оборудване: топлият хладилен агент понижава температурата вътре във вентилаторния конвектор, след което влиза в топлообменника на охладителя, където въздухът се охлажда директно.

Вентилаторите могат да бъдат два вида:

• използвайте принципа на издухване на топлообменника с въздух;
• хладилният агент се охлажда чрез фино водно пръскане и едновременно с това издухване на въздух.

Свободно охлаждане

Free-cooling е система, която използва директен външен въздух за охлаждане. Отнася се за енергийно ефективни, екологични охладителни инсталации. Зависи от външната температура. Препоръчително е да се инсталира в северните райони, където целогодишната температура е ниска.

В нашите географски ширини не е възможно да се използва freecooling през цялата година, а като спомагателна опция през студения сезон.

Освен това е необходимо да се вземе предвид степента на чистота на входящия въздушен поток. При достатъчно замърсяване ще трябва да отделите много време, усилия и финанси за почистване на въздушни филтри и инсталиране на вентилатори. Решението може да бъде използването на отделни въздушни кръгове с инсталирана рекуперация на топлина.

Директното свободно охлаждане поема директно външния въздух, елиминирайки проблема с пресушения хладен въздушен поток. В същото време атмосферната влажност може не винаги да съответства на тази, необходима за инсталиране на сървърни шкафове.

Ротация и резервация

За осигуряване на непрекъснато охлаждане на сървърните помещения е препоръчително да се монтират ротационни и резервни климатици. Ротационният блок регулира последователността на работа на основния охладителен агрегат и резервния. Термичните сензори определят температурата в помещението, непосредствено до самите вътрешни модули за охлаждане.

Характеристики на въртене:

• алтернативно активиране на климатичното оборудване, което увеличава експлоатационния им живот с 1,5-2 пъти;
• свързване на резервно устройство при повреда на основното, сигнализиране по локална мрежа;
• контрол върху индикаторите за температура и влажност;
• изключване на оборудването в случай на авария.

Как да изберем охладителна система

При избора те се ръководят от много критерии, изисквания, санитарни норми: брой топлинни притоци, мощност на компютърно оборудване, местоположение, географски, атмосферни показатели, структура на сградата и др. Най-добре е да поверите това на специалист, особено когато се изчислява охлаждането на големи площи.

Изборът на мощност на климатичната система може да бъде направен в сайта на фирма, специализирана в тази област. Предоставеният калкулатор ще ви помогне да изчислите необходимата производителност, трябва само да посочите параметрите: площ на помещението, височина на тавана, брой оборудване, персонал. Скорост на обмен на въздух и др.

Във всички сървърни помещения е инсталирано охлаждащо оборудване. Конструктивни характеристики на помещението, местоположение, количество компютърно оборудване и др. - всичко това е обосновката за избор на конкретен модел, тип охлаждащо устройство или тяхната комбинация.

Приятели! Още интересни неща:

Алуминиева тръба за климатик - алтернатива на медната

Изборът на климатик за сървърно помещение е много трудна и отговорна задача. Избор на климатик за сървърно помещениетрябва да вземе предвид много фактори, основните от които са надеждността на оборудването и неговата непрекъсната работа при ниски температури (до -30°C, а в някои случаи дори до -40°C). Климатици за сървърни помещениястаите, подобно на конвенционалните климатици, могат да бъдат от различни видове: стенни, касетъчни, канални, конзолни). Изборът на тип климатик зависи от възможността да инсталирате един или друг вид във вашето помещение. Най-разпространените климатици за сървърни помещения са стенни или касетъчни. Задължително условие за сплит системите, използвани в сървърните помещения, е възможността за работа при изключително ниски температури. Тази възможност се постига чрез монтиране на зимен комплект на климатика, състоящ се от регулатор на налягането на конденза, нагревател на картера на компресора и нагревател на дренажа. Също така трябва да се обърне специално внимание на правилно избраната мощност на сплит системата, струва си да се вземе предвид не само размерът на помещението и наличието на външни източници на топлина (прозорци, врати, витражи, осветление и др.) , но и мощността на инсталираното оборудване. Освен това е необходимо да се предвиди възможност за разширяване и увеличаване на броя на охладеното оборудване). Често в сървърното помещение се използват системи за ротация на климатици със 100% резервиране, а в някои случаи и до 200%. Това е необходимо за безпроблемната работа на оборудването в случай, че климатикът е неизправен. В крайна сметка ремонтът му може да отнеме известно време (обаждане на специалист от сервизна организация, определяне на неизправност, поръчка на резервни части и ремонт).

Резервация на климатици в сървърни помещениясъщо така ви позволява да удължите експлоатационния живот на климатиците на множество климатици. Съвременните ротационни блокове ви позволяват да конфигурирате алгоритъма на работа на два или повече климатика: редуваща се работа с определен интервал от време, едновременна работа, освен това, в случай на повреда на един климатик, резервният започва да работи в постоянен режим. режим принудително. Възможно е и извеждане на сигнал за повреда към контролния панел и неговата индикация.
Най-популярните климатици за сървърни помещения са стенни модели с охладителна мощност от 5 kW или повече, със 100% резервиране и възможност за работа при температури на външния въздух до -30°C.

В някои случаи се използват прецизни климатици. По правило те са предназначени за големи центрове за данни, където необходимите условия са не само температурата в помещението, но и необходимата влажност.

С нас можете закупуване на климатик за сървърно помещениекоето ще осигури безпроблемна работа на вашето оборудване в продължение на много години. Квалифицираният монтаж на оборудването също е едно от условията за безпроблемна работа.

В нашия магазин можете да изберете желания модел и да поръчате монтажа му. Широката гама от модели ви позволява да решите всяка, дори и най-сложната задача.

Нашите експерти ще ви помогнат при избора на правилния модел.

Какво знаем за сървърите?

Ходили ли сте в сървърни стаи? Това са затворени малки помещения, често без прозорци, пълни с постоянно работеща техника. Но за правилната и ефективна работа на сървърното оборудване е важно постоянно да се поддържа определена температура и влажност в помещението. Нито един обикновен не е в състояние да работи 365 дни в годината, 24 часа в денонощието и дори да спазва зададените параметри с висока точност. Поради това те се инсталират в такива помещения.

При избора на прецизен климатик трябва да се имат предвид следните фактори:

• количеството топлина, което се генерира от оборудването;
• площ на помещението;
• броят на работните места в помещенията;
• броят на източниците на изкуствено осветление;
• наличието или отсъствието на отоплителни уреди;
• наличието или липсата на прозорци;
• дебит на захранващата и смукателната вентилация.

Експертно мнение

Сергей Иванов, ръководител на отдела за техническа поддръжка на продажбите на компанията :

„Всеки проект за сървърно помещение изисква индивидуален подход. Един от най-честите проблеми на сървърите и центровете за данни в Русия е недостатъчното натоварване на активното оборудване. Клиентът може да се съсредоточи върху максималните цифри за сървърно оборудване и в резултат на това да натовари центъра за данни само наполовина, а доставчикът ще разбере за това твърде късно. В резултат на това климатичната система ще работи нестабилно, тъй като точността на поддържане на температурата и влажността се нарушава, износването на компресора се увеличава и т.н. Поради това е желателно да се отстрани цялата излишна топлина от хладилните помещения на етапа на проектиране »

Процедура за изчисление

1. Хардуер

Основният източник на топлина в стаята е оборудването. Количеството топлина, което "ютията" отделя по време на работа, е посочено в техническия лист. Но тази информация можете да разберете сами, като измерите силата на тока от захранващия кабел с електрически клещи.
Ако силата на тока е 35A, тогава умножавайки силата на тока в мрежата 380, получаваме 13300 kVA. Общата топлинна мощност от оборудването е 13,3 kW.

5. Персонал

В такова голямо сървърно помещение има място за периодично присъствие на двама души. Известно е, че всеки човек излъчва приблизително 175 вата, ако е в движение. Двама души излъчват 350 вата. Преобразувайки в kW, получаваме 0,35 kW топлинна печалба от двама служители на сървърното помещение.

7. Вентилация

Дебитът на захранващата и смукателната вентилация обикновено се посочва в техническата документация, както и напречното сечение на канала. Също така е важно да се вземе предвид температурата на въздуха, който влиза в сървърното помещение. Да приемем, че външната температура е 25°C. На закрито 18˚С. 25˚-18˚=7˚С.
Скоростта на въздушния поток във вентилацията е 2 m / s, напречното сечение е 0,05 m, изчисляваме 2 m / s * 0,05 m \u003d 1 m 3 / s.
Разглеждаме топлинната печалба от вентилацията: 0,1 m 3 / s * 7˚С * 1200 (коефициент на топлинна мощност) = 0,84 kW.

2. Стая

Сега нека изчислим площта на стаята. Да кажем, че имаме голямо сървърно помещение - 30 м2. Общо: 30 m 2 под + 30 m 2 таван + стени 2 * 5 m 2 + 2 * 4 m 2 = 78 m 2. Разпределението на топлината е приблизително 0,01 kW на 1 m². Умножаваме площта на помещението по топлинната печалба: 0,01 kW * 78m2 \u003d 0,78 kW.

3. Прозорци

В нашата стая няма прозорци.

4. Осветление

В голямото сървърно помещение няма прозорци, но има много лампи - източници на изкуствено осветление. Въпреки факта, че лампите са високотехнологични, те отделят известно количество топлина. Тази информация може да бъде получена от производителите на лампи или можете да я изчислите сами. Да кажем, че имаме осем лампи с по 4 лампи всяка. Мощността на всеки е 40 вата. Ние считаме: 8 * 4 * 40 * 0,7 \u003d 0,896 kW (топлинна печалба от лампи). В нашата формула е въведена стойността 0,7, това е коефициентът на използване на електрическа енергия за осветление.

6. Отопление

С отоплението всичко е малко по-сложно. Оптимално е през зимата и есента да можете да изключвате отоплението в сървърното помещение (лятото не работи по подразбиране). За да опростим, считаме, че топлинната печалба от системата за централно отопление е 100 W / m 2 или 0,1 kW / m 2. Общо: 30 m 2 * 0,1 kW = 3 kW топлинна печалба от системата за централно отопление.

Пивотна таблица и заключения

За удобство нека обединим всички данни и изчислим общото разсейване на топлината на сървърната стая:

Параметър	Изчисляване	Обща сума
Оборудване	35A*380V=13300 kVA	13,3kW
стая	0,01 kW * 78m2 = 0,78 kW	0,78 kW
служители	175W*2=350W	0,35 kW
Осветление	8*4*40*0,7 = 0,896 kW	0,896 kW
Отопление	30 m2*0,1 kW/m2 = 3 kW	3 kW
прозорец	0	0
Снабдяване и смукателна вентилация	0,1 m3/s*t7˚С*1200=0,84 kW	0,84kW
Обща сума		19,1 kW

Други публикации в сайта по темата