Различные типы систем кондиционирования воздуха для ЦОД

(Техническое руководство №59 от APC) Существует 10 возможных базовых конфигураций системы охлаждения для среды ИТ. На выбор наиболее подходящей конфигурации для конкретного объекта влияют существующая инфраструктура площадки, общий уровень мощности объекта, географическое расположение и физические характеристики здания. В данном документе описываются пять фундаментальных методов передачи охлаждения, которые в сочетании с двумя фундаментальными вариантами физического расположения образуют 10 базовых конфигураций. Рассматривается подход к выбору оптимальной конфигурации для конкретного объекта. Приведенные в этой публикации сведения позволят специалистам служб информационных технологий шире участвовать в определении спецификаций систем прецизионного охлаждения, чтобы обеспечить их наилучшее сочетание с задачами службы ИТ.

Введение

Отвод тепла из центров обработки данных и компьютерных залов представляет собой один из важнейших, но хуже всего осмысленных критических процессов в среде информационных технологий. Новейшее компьютерное оборудование становится все меньше, но потребляет столько же или даже больше электроэнергии, чем оборудование, которому оно пришло на смену, поэтому в центрах обработки данных выделяется все больше тепла. Оборудование прецизионного охлаждения и теплоотвода применяется для сбора и переноса этой избыточной тепловой энергии во внешнюю атмосферу.

В данной публикации рассматривается оборудование, которое вырабатывает прохладный воздух (удаляет тепло). Она включает описание различных компонентов и методов охлаждения, предназначенных для переноса тепловой энергии из среды ИТ во внешнюю атмосферу. Здесь приводится информация о наилучших конфигурациях для различных сред ИТ, а также общепринятой практике и дополнительных компонентах, которые помогают повысить готовность системы охлаждения и сократить затраты. Приведенные в документе сведения образуют фундамент, позволяющий специалистам служб ИТ успешно справиться с определением спецификаций, установкой и эксплуатацией систем охлаждения среды ИТ.

Рекомендации по дополнительному чтению

Как работают кондиционеры воздуха

Технический обзор APC №57 «Фундаментальные принципы устройства кондиционеров воздуха для среды информационных технологий» содержит информацию о природе тепла в среде ИТ, работе холодильного цикла и базовых функциях устройств прецизионного охлаждения и оборудования теплоотвода во внешнюю атмосферу.

Распределение воздуха

Технический обзор APC №55 «Возможные архитектуры системы распределения воздуха для ответственных объектов» содержит информацию о девяти базовых способах использования воздуха для охлаждения оборудования информационных технологий в центрах обработки данных и сетевых залах. Это очень важная часть системы охлаждения, поскольку распределение воздуха к оборудованию ИТ сильно влияет на его общую производительность.

Пять основных методов отвода тепла в среде ИТ

Существует пять основных способов сбора и переноса нежелательного тепла из помещения ИТ во внешнюю среду. Один или несколько из этих методов применяются для охлаждения практически всех ответственных компьютерных залов и центров обработки данных. Каждый из методов опирается на холодильный цикл для переноса или откачки тепла из центра обработки данных или компьютерного зала во внешнюю среду. В некоторых методах компоненты холодильного цикла выносятся в отдаление от помещения ИТ, а в ряде методов добавляются дополнительные контуры (замкнутые трубопроводы) с водой или другими жидкостями, помогающие процессу охлаждения. В последующих разделах будут подробно рассмотрены системы, основанные на этих методах.

Системы с воздушным охлаждением (2-компонентные)

Кондиционеры воздуха с воздушным охлаждением для компьютерных залов широко используются в средах ИТ любого размера и стали основным вариантом для залов малого и среднего размера. Системы этого типа часто называют DX-системами или сплит-системами. Сокращение DX означает «direct expansion» (прямое расширение), и хотя этот термин часто применяется к системам воздушного охлаждения, в действительность DX-системой можно назвать любую систему с использованием хладагента и испарительного змеевика. В системе с воздушным охлаждением половина компонентов холодильного цикла размещена в кондиционере воздуха компьютерного зала (называется также блоком CRAC – computer room air conditioner), а остальные находятся вне помещения в блоке конденсатора воздушного охлаждения (см. рис. 1). Хладагент циркулирует между внутренним и наружным блоком по трубопроводам, которые называют линиями хладагента. С помощью этого циркулирующего потока хладагента тепло из среды ИТ «откачивается» во внешнюю среду.

Рис. 1 – DX-система с воздушным охлаждением (2-компонентная)

Преимущества

• Минимальные общие затраты.
• Наибольшая легкость обслуживания.

Недостатки

• Трубопроводы хладагента необходимо устанавливать на месте. Надежную работу обеспечивают только правильно спроектированные системы трубопроводов, тщательно учитывающие расстояние и перепад высот между внутренним и внешним блоком.
• Невозможна надежная и экономичная прокладка линий хладагента на большие расстояния.
• К одному конденсатору воздушного охлаждения нельзя подключить несколько блоков кондиционера воздуха компьютерного зала.

Обычное применение

• Коммутационные зоны, компьютерные залы и центры обработки данных малого и среднего размера с умеренными требованиями к готовности.

Замкнутые системы с воздушным охлаждением (1-компонентные)

В замкнутых системах все компоненты холодильного цикла находятся в одном корпусе, который обычно устанавливается в помещении ИТ. Тепло выводится из замкнутой системы в виде потока горячего воздуха (около 49°C), называемого выхлопным воздухом. Для обеспечения правильного охлаждения компьютерного оборудования этот поток горячего воздуха необходимо направить из помещения ИТ на открытый воздух или в некондиционируемое помещение, как показано на рис. 2. Если система установлена над подвесным потолком, а входные и выходные воздуховоды конденсатора не используются, то горячий выхлопной воздух из конденсаторного змеевика может выбрасываться непосредственно в пространство подвесного потолка. В этом случае система кондиционирования воздуха в здании должна обладать достаточной мощностью, чтобы справиться с такой дополнительной тепловой нагрузкой. Воздух, который просасывается через конденсаторный змеевик (и становится выхлопным воздухом), также должен поступать снаружи компьютерного зала. Это предотвращает возникновение в помещении разряжения, которое бы позволило проникнуть в него более теплому некондиционированному воздуху. Замкнутые системы для внутренней установки обычно имеют ограниченную мощность (до 15 кВт), поскольку размещение всех компонентов холодильного цикла требует дополнительного пространства, а для отвода выхлопного воздуха необходимы большие воздуховоды. При установке замкнутой системы снаружи на крыше здания ее мощность может быть гораздо больше, однако для целей прецизионного охлаждения такие системы обычно не применяются.

Рис. 2 – Замкнутая система воздушного охлаждения (1-компонентная)

Преимущества

• Внутренние замкнутые системы отличаются минимальной стоимостью установки. На крыше или снаружи здания не нужно устанавливать никаких компонентов.
• Все компоненты холодильного цикла находятся внутри одного блока, который герметизируется и тестируется на заводе для достижения высочайшей надежности.

Недостатки

• Меньшая мощность теплоотвода на одно устройство по сравнению с другими конфигурациями.
• Для подачи проходящего через конденсаторный змеевик воздуха в среду ИТ и из нее обычно требуется установка воздуховодов и/или подвесных потолков.

Обычное применение

• Коммутационные зоны, лабораторные помещения и компьютерные залы с умеренными требованиями к готовности. Иногда применяется для устранения локального перегрева в центрах обработки данных.

Системы с гликолевым охлаждением

В системах этого типа все компоненты холодильного цикла размещены в одном корпусе (как в замкнутой системе), однако громоздкий конденсаторный змеевик заменяется гораздо более компакт­ным теплообменником, как показано на рис. 3. Теплообменник использует поток гликоля (смесь воды и этиленгликоля, аналогичная автомобильному антифризу) для сбора тепла от хладагента и его переноса из среды IT. Теплообменники и трубопроводы для гликоля всегда меньше, чем конденсаторные змеевики (в 2-компонентных системах воздушного охлаждения) и конденсаторные воздуховоды (в замкнутых системах воздушного охлаждения), потому что гликолевая смесь собирает и переносит тепло гораздо лучше, чем воздух. Поток гликоля поступает по трубопроводам в установленное снаружи устройство, называемое жидкостным охладителем. Тепло отводится во внешнюю атмосферу благодаря продувке наружного воздуха с помощью вентиляторов через заполненный теплым гликолем змеевик жидкостного охладителя. Насосный блок (насос, мотор и защитный корпус) обеспечивает циркуляцию гликоля в контуре от кондиционера воздуха компьютерного зала к жидкостному охладителю и обратно.

Рис. 3 – Система с гликолевым охлаждением

Преимущества

• Все компоненты холодильного цикла находятся внутри блока кондиционера воздуха компьютерного зала, который герметизируется и тестируется на заводе для достижения высочайшей надежности при таких же требованиях к площади, как для двухкомпонентной системы воздушного охлаждения.
• Трубопроводы для гликоля можно прокладывать на значительно большие расстояния, чем линии хладагента (в системах воздушного охлаждения), а один жидкостный охладитель и насосный блок может обслуживать блоки кондиционеров воздуха из нескольких компьютерных залов.
• В холодную погоду гликоль в жидкостном охладителе может охлаждаться настолько сильно (ниже 10°C), что его поток можно направить в обход теплообменника блока CRAC прямо в специально установленный змеевик экономайзера. В этом случае холодильный цикл отключается, а среду ИТ охлаждает воздух, проходящий через змеевик экономайзера, по которому теперь протекает холодный гликоль. Этот процесс, названный «свободным охлаждением», обеспечивает превосходное снижение эксплуатационных расходов.

Недостатки

• Необходимость в дополнительных компонентах (насосный блок, клапаны) повышает капитальные затраты и стоимость установки по сравнению с DX-системами воздушного охлаждения.
• Требуется поддерживать объем и качество гликоля в системе.
• В среде ИТ появляется дополнительный источник жидкости.

Обычное применение

• Компьютерные залы и центры обработки данных небольшого и среднего размера с умеренными требованиями к готовности.

Системы с водяным охлаждением

Системы с водяным охлаждением похожи на системы с гликолевым охлаждением тем, что все компоненты холодильного цикла размещены внутри кондиционера воздуха компьютерного зала. Тем не менее между этими системами существует два важных отличия:

• Вместо гликоля для сбора и переноса тепла из среды ИТ применяется вода (называемая также конденсаторной водой).
• Тепло выводится во внешнюю атмосферу с помощью охладительной башни, а не жидкостного охладителя.

Как видно на рис. 4, в охладительной башне тепло из помещения ИТ выводится во внешнюю среду путем распыления теплой конденсаторной воды на губчатый материал (называемый наполнителем) в верхней части башни. Вода распределяется и частично испаряется, капая и стекая вниз охладительной башни (для ускорения испарения применяется вентилятор, продувающий воздух через материал-наполнитель). Точно так же, как тело человека охлаждается благодаря испарению пота, испарение небольшого количества воды в охладительной башне помогает снизить температуру остальной части воды. Охлажденная вода в нижней части башни собирается и возвращается в контур конденсаторной воды с помощью насосного блока.

Как правило, контуры конденсаторной воды и охладительные башни не устанавливаются только для использования в системах кондиционирования воздуха с водяным охлаждением для компьютерных залов, а являются частью более крупной системы и могут также применяться для вывода тепла из системы комфортного кондиционирования воздуха в здании (для охлаждения людей) и охладителей воды (они рассматриваются в следующем разделе).

Рис. 4 – Система с водяным охлаждением

Преимущества

• Все компоненты холодильного цикла находятся внутри блока кондиционера воздуха компьютерного зала, который герметизируется и тестируется на заводе для достижения высочайшей надежности.
• Трубопроводы конденсаторной воды легко можно прокладывать на большие расстояния, а одна охладительная башня почти всегда обслуживает много блоков кондиционеров воздуха компьютерных залов.
• При размещении оборудования ИТ в арендуемых помещениях использование системы конденсаторной воды здания обычно дешевле, чем системы охлажденной воды (которая рассматривается в следующем разделе).

Недостатки

• Высокие начальные затраты на охладительную башню, насос и систему трубопроводов.
• Очень высокая стоимость обслуживания из-за требований к частой очистке и обработке воды.

• В среде ИТ появляется дополнительный источник жидкости.
• Невыделенная охладительная башня (используемая для охлаждения всего здания) может обеспечивать меньшую надежность, чем специальная охладительная башня для кондиционеров воздуха компьютерных залов.

Обычное применение

• В сочетании с другими системами здания в небольших, средних и крупных центрах обработки данных с умеренными и высокими требованиями к готовности.

Системы с охлажденной водой

В системе с охлажденной водой компоненты холодильного цикла перенесены из систем кондиционирования воздуха компьютерного зала в устройство, называемое охладителем воды, как показано на рис. 5. Это устройство вырабатывает охлажденную воду (с температурой около 8°C), которая с помощью насоса подается по трубопроводам от охладителя в блоки обработки воздуха компьютерного зала (CRAH – computer room air handler), установленные в среде ИТ. Блоки CRAH похожи по внешнему виду на кондиционеры воздуха компьютерного зала, однако работают иначе. Они охлаждают воздух (отводят тепло) за счет продувания теплого воздуха из компьютерного зала через змеевики охлажденной воды, заполненные циркулирующей охлажденной водой. Тепло выводится из среды ИТ с потоком (уже более теплой) охлажденной воды, которая выходит из блока CRAH и возвращается в охладитель. Там удаленное из возвращающейся воды тепло обычно выводится в контур конденсаторной воды (такой же, как в кондиционерах воздуха компьютерного зала с водяным охлаждением) для переноса во внешнюю атмосферу. Системы с охлажденной водой обычно совместно используются многими блоками обработки воздуха компьютерного зала и часто применяются для охлаждения всего здания.

Рис. 5 – Система с охлажденной водой

Преимущества

• Блоки обработки воздуха компьютерного зала обычно дешевле, содержат меньше деталей и обладают большей мощностью теплоотвода по сравнению с кондиционерами воздуха при той же занимаемой площади.
• Трубопроводы охлажденной воды легко можно прокладывать на очень большие расстояния, а одна установка охлаждения воды может обслуживать много помещений ИТ (или все здание).
• Конструкция систем с охлажденной водой может обеспечивать очень высокую надежность.
• Для больших установок системы с охлажденной водой обеспечивают наименьшую стоимость на единицу мощности.

Недостатки

• Системы с охлажденной водой обычно требуют наивысших капитальных затрат для установок с мощностью электрической нагрузки ИТ ниже 100 кВт.
• Как правило, блоки CRAH удаляют из воздуха больше влаги, чем блоки CRAC, что во многих климатических зонах увеличивает расходы на увлажнение помещений.
• В среде ИТ появляется дополнительный источник жидкости.

Обычное применение

• В сочетании с другими системами в средних и крупных центрах обработки данных с умеренными и высокими требованиями к готовности или в качестве выделенного решения для обеспечения высокой готовности в крупных центрах обработки данных.

Два фундаментальных варианта физического распо­ложения оборудования прецизионного охлаждения

Существует два фундаментальных варианта физического расположения оборудования прецизион­ного охлаждения. Имеются системы, закрепляемые на потолке, и системы, которые стоят на полу. Другие варианты, например, системы с настенной установкой или мини-сплит системы, аналогичны системам с потолочной установкой и используются сходным образом при наличии достаточного пространства на стенах.

Системы с потолочной установкой

Это небольшие (300-500 фунтов или 130-230 кг) устройства прецизионного охлаждения, подвешивае­мые к строительному потолку помещения ИТ. Они обеспечивают охлаждение компьютерного оборудования мощностью 3-17 кВт и могут использовать любой из пяти методов отвода тепла из среды ИТ. Системы с потолочной установкой (рис. 6) не занимают места на полу помещения ИТ, однако расположение над головой затрудняет их установку и обслуживание. В определении спецификаций, установке и обслуживании таких систем должны участвовать специалисты службы ИТ, персонал здания и представители производителя или подрядчика по оборудованию здания.

Рис. 6 – Типичный кондиционер воздуха компьютерного зала
с потолочной установкой

Важно отличать системы с потолочной установкой и системы с установкой на крыше. Устанавливаемые на крыше замкнутые DX-системы обычно применяются для охлаждения офисных помещений и людей (комфортное охлаждение). Мы кратко рассмотрим их, поскольку иногда такие устройства в специальной или индивидуальной конфигурации применяются для охлаждения сред ИТ. Большинство крышных DX-систем являются полностью замкнутыми и имеют мощность от 40 до 150 кВт. Все компоненты системы охлаждения, включая конденсатор воздушного охлаждения, находятся в одном большом корпусе. Для их работы требуется только источник электропитания и два отверстия в крыше для забора и подачи воздуха. Внутри среды ИТ для крышной системы обычно необходима прокладка воздуховодов, подающих охлаждающий воздух к оборудованию нагрузки. Применение систем такого типа, не оптимизированных для среды ИТ, может приводить к снижению влажности и повреждению оборудования ИТ.

Системы с напольной установкой

Системы прецизионного кондиционирования с напольной установкой предлагают наиболее широкий спектр функций и возможностей. Они все чаще применяются для охлаждения или дополнительного охлаждения небольших сред ИТ, поскольку энергопотребление компьютерного оборудования постоянно растет.

Портативные системы (называемые также системами локального или точечного охлаждения) относятся к категории систем с напольной установкой, однако они почти всегда снабжены колесиками и допускают легкое перемещение в любое место, где требуется прецизионное охлаждение (рис. 7). Такие системы охлаждают компьютерное оборудование мощностью 2-6 кВт, а для их электропитания часто можно использовать обычную настенную розетку (в моделях 2-4 кВт). Портативные системы почти всегда являются замкнутыми. Определение спецификаций, установку и обслуживание большинства портативных систем охлаждения могут выполнять специалисты службы ИТ без помощи персонала здания или подрядчиков по оборудованию.

Рис. 7 – Типичный портативный кондиционер воздуха
компьютерного зала с напольной установкой

Большие напольные системы прецизионного охлаждения широко применяются для охлаждения ответственных компьютерных систем с самого их возникновения. Как правило, это наиболее мощные устройства охлаждения для среды ИТ, обеспечивающие охлаждение компьютерного оборудования мощностью от 20 до более чем 200 кВт на корпус. Напольные системы используют площади помещений ИТ и для достижения максимальной эффективности должны располагаться в их центре. Определение спецификаций, установка и обслуживание больших напольных систем прецизионного охлаждения сильно зависит от имеющихся электрических, механических и структурных возможностей здания, где они будут эксплуатироваться. По этой причине специалистам службы ИТ в ходе процесса определения спецификаций важно тесно взаимодействовать с менеджерами по эксплуатации здания и представителями производителя. Часто для проектирования и сертификации решения требуются услуги зарегистрированного или лицензированного инженера. Большинство фирм-подрядчиков по оборудованию зданий, знакомых с особенностями среды ИТ, в состоянии установить и при необходимости обслуживать такое решение. Новейшие разработки в конструкции больших напольных систем позволили снизить их энергопотребление и требования к месту для установки в компьютерном зале или центре обработки данных. Благодаря изменению размеров и внешнего вида они хорошо вписываются в пространство, предназначенное для стоек и шкафов с оборудованием информационных технологий (см. рис. 8). Это обеспечивает сокращение эксплуатационных расходов и дополнительную гибкость при планировании среды ИТ.

Рис. 8 – Типичный кондиционер воздуха компьютерного
зала с напольной установкой

Десять сочетаний методов отвода тепла и вариантов расположения оборудования

Различные варианты расположения оборудования в сочетании с применимыми для них методами отвода тепла представлены в табл. 1. Во всех случаях, когда рассматриваются варианты использования конденсаторной воды или охлажденной воды, рекомендуется обратиться за консультацией к персоналу здания или специалистам по системам охлаждения, чтобы убедиться, что доступная мощность системы достаточна для предлагаемого решения.

Табл. 1 – Десять базовых конфигураций системы охлаждения

Какое решение для охлаждения лучше всего подходит для использования в средах ИТ
разного размера?

Далее в виде таблиц представлено практическое руководство, описывающее конфигурации системы охлаждения, которые подходят для сред ИТ различного размера. Вы можете использовать эти таблицы для справки, работая вместе с персоналом здания и специалистами по системам охлаждения над определением спецификаций, установкой и эксплуатацией решений для прецизионного охлаждения. Мы рассматриваем пять категорий размера:

Решения для охлаждения, отмеченные в диаграмме конфигураций знаком «X», обычно не применяются с указанным методом отвода тепла в данном диапазоне размеров, хотя возможны и исключения из этого правила. Хорошим примером такого исключения может служить небольшой компьютерный зал в здании, где поблизости имеется трубопровод охлажденной воды (весьма типично для высотных зданий). Хотя наиболее распространенное решение для небольшого компьютерного зала представляет собой DX-систему с воздушным охлаждением, установка блока обработки воздуха компьютерного зала с питанием от расположенного рядом трубопровода охлажденной воды позволит сэкономить время и деньги. Во всех случаях, когда рассматриваются варианты использования конденсаторной воды или охлажденной воды, рекомендуется обратиться за консультацией к персоналу здания или специалистам по системам охлаждения, чтобы убедиться, что доступная мощность системы достаточна для предлагаемого решения.

Коммутационные зоны

Коммутационные зоны (1-3 стойки или эквивалентное оборудование; общая потребляемая электри­ческая мощность 1-18 кВт) часто создают необычные проблемы для охлаждения из-за их небольшого размера и ограниченной вентиляции. Если температура в зоне слишком высока, попытайтесь прежде всего улучшить вентиляцию компьютерного и коммуникационного оборудования. Если высокая температура сохраняется и необходимо решение для прецизионного охлаждения, позаботьтесь о соблюдении в нем требований к вентиляции оборудования и свободному пространству при установке.

Табл. 2 – Базовые конфигурации системы охлаждения для коммутационных зон

	Потолочная установка	Напольная установка
Система DX с воздушным охлаждением (2-компонентная)
	Используется, если: Имеется доступ к крыше и достаточно места для решения. Крыша не далее 2 этажей от зоны. Мощность оборудования 3-17 кВт.	Занимает в коммутационной зоне много места. Размер типичной системы не соответствует требованиям коммутационной зоны.
Замкнутая система с воздушным охлаждением (1-компонентная)
	Используется, если: Возможна установка воздуховодов для подачи и отвода конденсаторного воздуха. Мощность оборудования 3-17 кВт.	Используется, если: Желательна легкость установки и портативность. Воздуховоды горячего воздуха можно вывести за пределы коммутационной зоны. Мощность оборудования 3-6 кВт.
Система с гликолевым охлаждением
	Обычно не используется в этом диапазоне мощности.	Занимает в коммутационной зоне много места. Размер типичной системы не соответствует требованиям коммутационной зоны.
Система с водяным охлаждением
	Обычно не используется в этом диапазоне мощности.	Занимает в коммутационной зоне много места. Размер типичной системы не соответствует требованиям коммутационной зоны.
Система с охлажденной водой
	Используется, если: Охлажденная вода – единственный источник охлаждения, нет места для установки наружных конденсаторов. Некоторые высотные здания.	Занимает в коммутационной зоне много места. Размер типичной системы не соответствует требованиям коммутационной зоны.

Компьютерные залы

Компьютерные залы (1-5 стоек или эквивалентное оборудование; общая потребляемая электрическая мощность 3-30 кВт) часто представляют собой переоборудованные офисные помещения с различной величиной свободной площади и уровнем вентиляции. Для помещений с очень небольшой электрической нагрузкой может быть достаточно системы кондиционирования воздуха в здании, если обеспечена надлежащая вентиляция. В большинстве компьютерных залов требуется несколько портативных или потолочных систем, а в залах с большой нагрузкой хорошо использовать большую напольную систему, если для нее есть место.

Табл. 3 – Базовые конфигурации системы охлаждения для компьютерных залов

	Потолочная установка	Напольная установка
Система DX с воздушным охлаждением (2-компонентная)
	Используется, если: Есть доступ к крыше и высота не менее 3 м от пола до строительного потолка. Крыша не далее 2 этажей от помещения. Одна или несколько систем подходят для нагрузок 6-30 кВт.	Используется, если: Есть доступ к крыше и доста­точно места для решения. Крыша не далее 2 этажей от помещения. Одна большая система подходит для нагрузок более 25 кВт при наличии места.
Замкнутая система с воздушным охлаждением (1-компонентная)
	Используется, если: В помещении имеется подвесной потолок или возможна установка воздуховодов для конденсаторного воздуха. Высота не менее 3 м от пола до строительного потолка. Одна или несколько систем подходят для нагрузок 6-30 кВт.	Используется, если: Имеется подвесной потолок для воздуховодов конденсаторного воздуха. Одна или несколько портативных систем подходят для нагрузок менее 12 кВт.
Система с гликолевым охлаждением
	Используется, если: Имеется доступ к крыше и высота не менее 3 м от пола до строительного потолка. Компьютерный зал удален от внешней среды	Используется, если: Имеется доступ к крыше и достаточно места для решения. Одна большая система подходит для нагрузок более 25 кВт при наличии места. Используйте в районах с холодной зимой, если желательно свободное охлаждение.
Система с водяным охлаждением
	Конденсаторная вода обычно не подается далеко от технического помещения. Использование возможно в некоторых высотных зданиях.	Конденсаторная вода обычно не подается далеко от технического помещения. Использование возможно в некоторых высотных зданиях.
Система с охлажденной водой
	Используется, если: Охлажденная вода – единственный источник охлаждения, нет места для установки наружных конденсаторов. Некоторые высотные здания.	Используется, если: Охлажденная вода – единственный источник охлаждения, нет места для установки наружных конденсаторов. Некоторые высотные здания.

Небольшие центры обработки данных

Небольшие центры обработки данных (5-20 стоек или эквивалентное оборудование; общая потребляемая электрическая мощность 7-100 кВт) обычно представляют собой специально построенные помещения с достаточной площадью и вентиляцией для оборудования ИТ. Если энергопотребление оборудования велико (более 3 кВт на стойку), то для системы охлаждения помещения потребуется больше места. Большинство небольших центров использует потолочные и большие напольные системы охлаждения. Портативные системы при необходимости применяются в местах перегрева и для временного охлаждения.

Табл. 4 – Базовые конфигурации системы охлаждения для небольших центров

Средние центры обработки данных

Средние центры обработки данных (20-100 стоек или эквивалентное оборудование; общая потребляемая электрическая мощность 28-500 кВт) почти всегда представляют собой специально построенные помещения с достаточной площадью и вентиляцией для оборудования ИТ. Если энергопотребление оборудования велико (в среднем более 3 кВт на стойку или эквивалентное оборудование), то для системы охлаждения помещения потребуется больше места. Большинство средних центров использует несколько больших напольных систем охлаждения.

Табл. 5 – Базовые конфигурации системы охлаждения для средних центров

Большие центры обработки данных

Большие центры обработки данных (> 100 стоек или эквивалентное оборудование; общая потребляемая электрическая мощность >200 кВт) представляют собой специально построенные помещения, оптимизированные для обеспечения готовности оборудования ИТ. Рост плотности мощности заставляет выделять все больше места для систем охлаждения. Большие центры обработки данных используют несколько больших напольных систем охлаждения или очень большую крышную систему централизованного охлаждения индивидуальной конструкции (не показана на диаграммах внизу).

Табл. 6 – Базовые конфигурации системы охлаждения для больших центров

Распространенные дополнительные элементы системы охлаждения

При определении спецификации решений для охлаждения специалисты по эксплуатации зданий и информационным технологиям могут опереться многочисленные дополнительные элементы. Приведенные ниже рекомендации следует применять в сочетании с технической литературой производителей оборудования. Обратите внимание, что набор дополнительных компонентов может меняться в зависимости от размера и типа рассматриваемого решения.

Направление воздушного потока. Большие напольные системы могут создавать воздушный поток в направлении вниз или вверх, а некоторые даже горизонтально. Способы распределения охлаждающего воздуха к компьютерному оборудованию в зависимости от направления потока рассматриваются в техническом обзоре APC №55 «Возможные архитектуры системы распределения воздуха для ответственных объектов».

• Систему с потоком вниз следует использовать в среде с фальшполом или в помещении без фальшпола, если система установлена на основании или цоколе.
• Систему с потоком вверх следует использовать в существующей среде с потоком вверх.
• Системы с горизонтальным потоком следует рассмотреть при объединении или реконструкции среды ИТ с использованием конфигурации с горячими и холодными проходами.

Детекторы огня, дыма и воды обеспечивают раннее предупреждение и/или автоматическое отключение в случае аварий.

• Использование рекомендуется во всех устройствах. Использование обязательно, если предусматривается местными строительными нормами. Лучше всего применять в сочетании со средствами контроля оборудования ИТ и системами управления зданием, чтобы обеспечить скорейшее уведомление.

Увлажнители часто устанавливаются внутрь устройств прецизионного охлаждения для возмещения потери паров воды в ходе процесса охлаждения, что позволяет предотвратить простои оборудования ИТ из-за электростатических разрядов. Дополнительную информацию об увлажнителях и их функциях см. в техническом обзоре APC №58 «Стратегии увлажнения для центров обработки данных и сетевых залов».

• Используйте увлажнитель во всех кондиционерах и блоках обработки воздуха компьютерного зала, если помещение не снабжено правильно работающим паровым барьером и центральной системой увлажнения. В помещении не должно быть неразрешенных проблем высокой или низкой влажности.

Системы обратного подогрева в действительности осуществляют подогрев кондиционированного холодного воздуха, выходящего из устройства прецизионного охлаждения, чтобы система могла осуществлять более интенсивное удаление влаги из воздуха среды ИТ в случаях, когда это необходимо.

• Используйте систему обратного подогрева при теплом влажном климате или для помещений с плохим паровым барьером или без такого барьера.

Экономайзер со змеевиком позволяет использовать гликоль для охлаждения среды ИТ аналогично системам с охлажденной водой, если поток гликоля имеет достаточно низкую температуру. Обеспечивает превосходное сокращение эксплуатационных расходов.

• Используйте в сочетании с системами с гликолевым охлаждением при холодном климате.
• Используйте, если это предусмотрено местными строительными нормами (Тихоокеанский северо-западный регион США).

Мультизмеевики Multicool позволяют использовать охлажденную воду в дополнение к DX-системам с охлаждением воздухом, гликолем или конденсаторной водой.

• Используйте, если источник охлажденной воды имеется в здании, но ненадежен или часто отключается.

Проблемы и общепринятая практика обеспечения готовности

Готовность и надежность системы прецизионного охлаждения в наибольшей степени зависит от непрерывной работы устройств охлаждения и теплоотвода (охладители воды, блоки CRAC, жидкостные охладители и т.д.), правильности проектирования и установки соединяющих устройства трубопроводов, а также энергоснабжения и прокладки кабелей для питания системы. Сбой в любой из этих областей может привести к простою или повреждению оборудования информационных технологий.

Одна из самых важных задач сотрудника службы ИТ – это взаимодействие с персоналом или менеджерами по эксплуатации здания для того, чтобы гарантировать доступность источников охлажденной или конденсаторной воды в течение всего времени работы зависимой от них среды ИТ. Множество дорогостоящих «сбоев» систем охлаждения происходит из-за плановых отключений охладителя или охладительной башни, о которых персонал службы ИТ ничего не знал. Существует также общепринятая практика проектирования и обслуживания, позволяющая свести к минимуму число единых точек сбоя в архитектуре охлаждения. Например, своевременное и правильное выполнение работ по профилактическому обслужив