Системы охлаждения ЦОД

В целях достижения соответствия систем кондиционирования и вентиляции стандартам TIA-942 и TIA/EIA-569, разработан целый ряд технологических решений, среди которых можно выделить следующие:

Кондиционирование

Рынок климатической техники предлагает потребителю прецизионные кондиционеры, сплит-системы, промышленные и полупромышленные кондиционеры. Кондиционирование серверной комнаты оптимально обеспечивается прецизионным типом, в рамках которого можно выделить такие варианты:

• Системы с непосредственным расширением (DX). Самое распространенное решение организации кондиционирования ЦОД, если речь идет о небольших удельных тепловых нагрузках. Подобные системы строятся на основе фреоновых прецизионных кондиционеров. Принцип работы последних основывается на подаче во внутренний блок оборудования фреона, который расширяется и испаряется с отдачей холода воздуху помещения. Преимуществами таких систем являются относительно невысокая стоимость в сочетании с высокой надежностью и длительным сроком службы. Однако DX-системы требуют значительных эксплуатационных затрат и предъявляют серьезные требования к энергосистемам и помещению.
• Системы на холодоносителе (СW). Решение для средних и крупных ЦОД. Принцип действия системы состоит в охлаждении воздуха в теплообменнике кондиционера за счет циркуляции охлажденного в холодильных машинах (чиллерах) холодоносителя. От DX-систем CW-системы отличаются более низкими эксплуатационными затратами и гибкостью, однако это более сложное инженерное решение, требующее высоких капитальных затрат.
• Системы на основе принципа полного свободного охлаждения (FFC). В этих системах используется принцип теплообмена между наружным воздухом и воздухом, который циркулирует в ЦОД. Система кондиционирования 95% времени в году не требует участия компрессоров. За счет этого каждый кВт потребляемого электричества в среднем в течение года дает 7 кВт холода. Для сравнения: в DX-системах речь идет о 2 кВт холода на каждый кВт электроэнергии, а у CW — не более 5 кВт. FFC-система не требует фальшполов, отличается низкими эксплуатационными и средними капитальными затратами, позволяет использовать высоконагруженные стойки до 50 кВт. Недостатком является отсутствие широкого накопленного опыта внедрения подобных систем в России.
• Система естественного охлаждения с промежуточным теплоносителем (DFC). Особенностью системы является сочетание компрессорного и естественного охлаждения. Переключение на оптимальный режим работы, соответствующий тепловой нагрузке и сезонным изменениям наружной температуры, производится автоматически. Преимуществом системы является ее высокая эффективность, недостатками — сложность и немалая стоимость.
• Системы охлаждения, интегрированные в стойку. Высокие тепловые нагрузки может снимать замкнутый цикл охлаждения в стойке. Специализированные серверные шкафы могут быть оборудованы системами охлаждения, защиты электропитания, пожаротушения, аварийной вентиляции и мониторинга. В этом случае нет необходимости в фальшполах, а приборы охлаждения приближены к тепловой нагрузке. Недостатком такого оборудования является его высокая стоимость.

Вентиляция

Какой будет система вентиляции помещения, решается на этапе выбора системы кондиционирования. Для ЦОД обычно используется приточно-вытяжная вентиляция.

В соответствии с современными тенденциями к снижению электропотребления в климатических системах, вентиляция должна проектироваться с соблюдением следующих принципов:

• наличие устройств возврата и повторного использования тепловой энергии;
• использование энергосберегающих элементов;
• увеличение расчетного срока эксплуатации оборудования.

Ведущими мировыми производителями подобного оборудования являются компании GEA, AL-KO, Flaktwoods, Swegon.