Концепции охлаждения малого ЦОДа

Под понятием "малый ЦОД" подразумеваются помещения площадью до 40м² с 1-5 стойками общей мощностью до 30кВт. Дата-центры такого рода часто представляют собой либо базовые телефонные станции, либо серверные помещения небольших компаний. Рассмотрим различные концепции охлаждения объектов такого рода.

Авито воздушные шары сургут happydecor86.ru.

Расположение стоек

При мощности стоек до 3 кВт их расположение большого значения не имеет. Воздухозабор осуществляется или снизу или, что чаще, с нижней или верхней части передней панели, а выброс воздуха или сверху или с верхней или нижней части передней панели соответственно. В любом случае с точки зрения эргономики стойки выгоднее располагать в два ряда напротив друг друга задними панелями к стене.

Если же тепловыделение от стойки стремится к 5-7 кВт, то вводится строго упорядоченная структура их размещения. Так как IT-оборудование требует доступа как спереди, так и сзади, при этом не имеет зон обслуживания с боков, то рождается классический вариант расстановки стоек в ряд в центре помещения. Как правило, охлаждающий их воздух забирается с фронта, а выбрасывается с тыла или вверх.

Цели и средства

В результате проясняется более чёткая задача системы кондиционирования:

• при низкой плотности теплоизбытков достаточно просто охлаждать помещение,
• при повышении плотности ряд стоек разграничивает два разных по температуре объёма воздуха (холодный и горячий), и кондиционер должен забирать более теплый воздух, охлаждать его и подавать в холодную зону.

Для решения задачи кондиционирования традиционно используются три вида прецизионных кондиционеров:

• моноблочные,
• шкафные кондиционеры малой, реже средней, мощности,
• сплит-системы.

Моноблочные прецизионные кондиционеры

Это оборудования прочно занимает нишу климатизации базовых телефонных станций. Также оно подходит для кондиционирования помещений, имеющих наружные стены, но на практике такие случаи чрезвычайно редки.

Моноблоки устанавливаются в торце помещения тыльной стороной к наружной стене, в которой необходимо пробить два отверстия - для забора и выброса воздуха, охлаждающего конденсатор. Существуют и кондиционеры наружного исполнения, т.е. сам моноблок крепится к стене снаружи, с внутренней стороны монтаж выполнен за под лицо. С одной стороны такое решение экономит площадь в помещении, с другой - делает контейнер негабаритным, а также накладывает ограничения на наименьшую рабочую температуру.

Выпускаются различные модификации моноблоков в зависимости от направления движения воздуха - с верхним, нижним и фронтальным выдувом.

Следует обратить внимание на поддержание режима фрикулинга. Данный режим позволяет снизить потребляемую мощность за счет охлаждения помещения не парокомпрессонным холодильным циклом, а наружным воздухом при достаточно низких температурах окружающей среды. Для моноблочного кондиционера эта функция реализуется следующим образом: в конструкции моноблока присутствует клапан, в нормальном режиме направляющий наружный воздух на охлаждение конденсатора, а в режиме фрикулинга - через фильтр непосредственно в помещение. При этом на другой наружной стене помещения предусматривается открываемая решетка, через которую удаляется нагретый воздух.

Модельный ряд различных производителей предусматривает моноблоки холодопроизводительностью от 5 до 20кВт.

Шкафные прецизионные кондиционеры

Отметим, что в этом варианте возможно как рассредоточенное размещение стоечного оборудования, так и рядная структура.

Здесь возможности установить моноблок нет, т.к. нет граничащего с помещением серверной пространства, куда можно было бы сбросить тепло. В результате его приходится переносить на более дальнее расстояние посредством теплоносителя в трубопроводах. Итак, в помещениях без наружных стен при использовании шкафных кондиционеров необходимо построение системы с наружным блоком.

Во истину разнообразны модификации шкафных кондиционеров такого плана. Их можно разделить как по направлению движения воздуха (снизу вверх или сверху вниз), так и по источнику холода (хладагент, вода, раствор гликоля в воде). В условиях малого ЦОДа потребуется 2-3 шкафных кондиционера чаще всего с фронтальным нижним или верхним выдувом. О них и о других модификациях см. Концепции охлаждения среднего ЦОДа, где проведен их более подробный анализ.

Применительно именно к малым ЦОДам скажем, что, во-первых, с точки зрения экономии площади наиболее распространенная схема резервирования N+1 превращается в 2N, т.к. N=1, потому что малую мощность ЦОДа абсолютно не выгодно разделять между двумя работающими кондиционерами и добавлять к ним третий резервный. Во-вторых, экономически нецелесообразно использование водяных блоков - слишком высоки капитальные затраты, а вытекающая отсюда необходимость использования фреоновых кондиционеров резко нагружает системы бесперебойного питания. Дело в том, что к ИБП приходится подключать компрессор, который будет потреблять около 35% мощности ИТ-оборудования, плюс имеет огромные пусковые токи (в 2-5 раз превышающие рабочие). Последнее заставляет серьезно задуматься о плавных пускателях или о кондиционерах с управляемыми компрессорами.

Прецизионные сплит-системы.

Этот вид оборудования внешне очень схож с серией комфортных и полупромышленных сплит-систем, распространенных повсеместно - в жилых, общественных и административных помещениях.

Сплит-система состоит из двух блоков - внутреннего и наружного. В наружном блоке располагается вся начинка кондиционера, а во внутреннем - испаритель и вентилятор испарителя. С одним отличием - прецизионные кондиционеры рассчитаны на круглогодичный режим работы, а потому внутренние блоки опционально снабжаются функцией свободного охлаждения (фрикулингом). В сплит-системах принято решение, аналогичное прецизионным моноблочным шкафным кондиционерам - в помещение подается смесь фильтрованного холодного наружного воздуха (попадает к кондиционеру через воздуховоды) с некоторой долей внутреннего.

Выпускаются сплиты с двумя видами внутреннего блока - настенный и кассетный, холодопроизводительностью в диапазоне от 6 до 15 кВт.

В малом ЦОДе или серверной чаще всё же применяются кассетные внутренние блоки. Они располагаются над холодным проходом. Таким образом горячий воздух, вышедший из стоек, понимается вверх, движется в сторону кондиционера и захватывается им. Проходя через испаритель, он охлаждается и нагнетается вниз вертикальной конической струёй непосредственно перед стойками. Те его пропускают через себя, охлаждая всё необходимое, выпускают с тыла и круговорот воздуха в ЦОДе замыкается.

Сплит-системы заметно менее эффективны для захолаживания всего помещения, поэтому, крайне желательно расположение IT-оборудования в ряд.

Добавим, что сплиты не занимают место на полу и не требуют фальшпола - очень важно именно для малых помещений.

Наконец, все сказанное про шкафные фреоновые кондиционеры в отношении нагрузки на ИБП справедливо и для сплитов. Более того, пусковой ток компрессора сплит-систем может превышать рабочий вплоть до 8 раз.