Круглосуточная поддержка клиентов: 8 800 600 75 76

Системы охлаждения ЦОД

Какими бывают и как работают устройства для охлаждения дата-центров

Современные дата-центры должны быть спроектированы с учетом всех возможных форс-мажорных ситуаций: пожары, затопления, перегрев, отключение электричества. Чтобы защитить оборудование, ЦОДы снабжают системами, отвечающими за условия эксплуатации, в том числе средствами охлаждения воздуха и вентиляции. От того, будут ли вентиляция и кондиционирование справляться со своими задачами, напрямую зависит скорость и безопасность работы серверов.

    Какие бывают Системы охлаждения ЦОД?

    Для проектирования ЦОД существует два ключевых стандарта, в которых отражены требования к системам кондиционирования и вентиляции (в т.ч. и фильтрации) воздуха:

    1. TIA-942 классифицирует дата-центры по степени надежности. Этот стандарт, в первую очередь, учитывается при проектировании помещения. 
    2. TIA/EIA-569 регламентирует процесс прокладки телекоммуникационных сетей. Этот стандарт учитывается при монтаже.

     

    Для соответствия ЦОДа стандартам можно оборудовать его следующими системами:

    sks_TrustInfo

    Кондиционирование

    Климатическая техника отличается по своим свойствам в зависимости от потребностей и возможностей покупателя. Сейчас на рынке воздухоохлаждения дата-центров представлены прецизионные, промышленные и полупромышленные кондиционеры; сплит-системы.

    Для контроля климата в серверном помещении наиболее подходящим вариантом является прецизионное кондиционирование. В рамках этого типа систем есть следующие варианты: 

     

    Системы с непосредственным расширением (DX)

    Наиболее частотное решения для планирования кондиционирования ЦОД с небольшими тепловыми нагрузками. Такие системы подходят для ЦОДов уровней Tier 1 и Tier 2. DX-устройства работают на основе фреоновых прецизионных кондиционеров, а принцип работы последних заключается в подаче фреона во внутренний блок оборудования — фреон расширяется и испаряется, выделяя холод и остужая воздух помещения.

    Преимущества таких систем — сравнительно невысокая стоимость при высокой надежности и длительном сроке службы. Однако DX-системы требуют ощутимых эксплуатационных затрат и предъявляют серьезные требования к энергосистемам и помещению. Они также не подходят для эксплуатации при экстремальных температурах воздуха. 

    Необходимо также учесть один нюанс: если ЦОД нуждается в непрерывном охлаждении, фреоновые кондиционеры могут серьезно повлиять на стоимость системы бесперебойного питания, ведь при сбоях в электроснабжении, ИБП должен будет поддерживать еще и работу кондиционера. В среднем, это приводит к увеличению мощности ИБП на 30% и более. 

    Кроме того, кондиционер будет потреблять до 30% всей электроэнергии, отведенной на содержание ЦОДа. Это не так существенно, когда речь идет о низком потреблении энергии при маленьком ЦОДе, однако если речь идет о мегаваттных нагрузках, расходовать ежедневно сотни киловатт только на охлаждение — не слишком рентабельно.

     

    Системы на холодоносителе (СW)

    Решение для средних и крупных ЦОД любого уровня (Tier 1 — Tier 4). Как работают такие устройства: охлажденный хладоноситель в холодильных машинах (чиллерах) циркулирует в теплообменнике и охлаждает воздух. CW-системы отличаются от DW тем, что требуют меньше затрат на эксплуатацию и обладают большей гибкостью. Однако с точки зрения устройства, CW-системы более сложные и требуют соответствующих капитальных затрат.

     

    Системы на основе принципа полного свободного охлаждения (FFC)

    Принцип работы таких систем очень прост: охлаждение воздуха из серверного помещения происходит за счет теплообмена с воздухом снаружи. 

    Главное преимущество таких устройств в том, что 95% времени они не нуждаются в задействовании компрессоров. Благодаря этому, каждый кВт потребляемого электричества в среднем в течение года дает 7 кВт холода. Для сравнения: в DX-системах расходуется 2 кВт холода на каждый кВт электроэнергии, а у CW — не более 5 кВт. Кроме того, FFC-системы не нуждаются в фальшполах, отличаются низкими эксплуатационными и средними капитальными затратами, позволяет использовать высоконагруженные стойки до 50 кВт. Ключевой недостаток таких устройств — это отсутствие массы накопленного опыта внедрения в России.

     

    Система естественного охлаждения с промежуточным теплоносителем (DFC)

    Уникальность таких устройств в том, что они сочетают компрессорное и естественное охлаждение, а переключение на нужный режим, соответствующий температуре внутри помещения и снаружи, происходит автоматически.

    Главное преимущество DFC — высокая эффективность; недостаток — сложность устройства и высокая стоимость.

     

    Системы охлаждения, интегрированные в стойку

    Для крупных дата-центров с высокой тепловой нагрузкой разработана замкнутая система охлаждения, вмонтированная в стойку. Обычно это серверный шкаф, оборудованный, помимо охлаждения, еще и поддержкой электропитания, пожаротушением, аварийной вентиляцией и системой мониторинга. 

    Преимущества такого подхода — отсутствие потребности в фальшполах и приближенность устройств охлаждения к источнику тепла. Недостаток — высокая стоимость. 

     

    Почему сплит-системы считаются неподходящим решением для охлаждения ЦОД?

    Сплит-системы могут подойти для маленькой серверной комнаты, где накопление тепла настолько незначительно, что выраженной потребности в охлаждении просто нет. Для других вариантов, сплиты не подходят по следующим причинам:

    • Низкая надежность.
    • Недостаточное распределение воздуха.
    • Невозможность использовать при высоких нагрузках на ЦОД.

    Вентиляция

    Тип вентиляции определяется на этапе выбора способа кондиционирования помещения. Для формирования воздухообмена в дата-центре чаще всего используется приточно-вытяжная вентиляция.

    Опираясь на современные тенденции к снижению энергопотребления, система вентиляции ЦОД должна проектироваться с соблюдением следующих принципов:

    • использование элементов энергосбережения;
    • возврат и повторное использование тепловой энергии;
    • увеличение расчетного срока эксплуатации оборудования.

    Вывод

    Динамичный характер охлаждения ЦОД, возрастающие возможности IT и, соответственно, нарастающая плотность мощности в стойке и помещении составляют серьезную проблему. Современное IT-оборудование может увеличить мощность дата-центра до 750 Вт на квадратный метр, что серьезно повышает требования к охлаждению и расходы на оборудование и содержание помещения.

    Качественная система охлаждения, подобранная с учетом специфики и мощности инфраструктуры, способна увеличить срок службы оборудования, а также положительно повлиять на динамику возникновения простоев.

      Построение IТ-инфраструктуры

      Завод "Белая Дача"

      Решённые задачи

      Производство оснащено промышленными точками доступа организовано бесшовное покрытие Wi-Fi ( 147 точек доступа)

      Организован портал для проведения видеоконференцсвязи

      Внедрены политики безопасности и системы информационной безопасности для организации отказоустойчивости сети для беспрерывной работы производства

      Смотрите также