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.

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.

Теги:
#Монтаж

Оставить комментарий

Ваше имя:
E-mail:
(Не обязательно)
Текст комментария:
Введите код с картинки:  

Дополнительные материалы

Можно ли зимой включать кондиционер на обогрев

Вытяжка в стену: как подобрать и правильно сделать своими руками

3 способа сделать увлажнитель воздуха для квартиры и дома своими руками

Всё самое важное про турбодефлекторы: что такое, принцип работы, внешний вид, как подобрать

Вентиляция в квартире: самое полное руководство простым языком

Встраиваемая вытяжка на кухне: важные нюансы по устройству и подключению

Вытяжка в дачном туалете: как сделать правильно своими руками

Вентиляция гаража: как сделать правильно своими руками