Интересная аналогия: люди в тоннелях и охлаждение в ЦОД

А задумывались ли вы, что вода в трубопроводах, воздух в воздуховодах и люди в тоннелях метро ведут себя одинаково?

Всё аналогично...

Действительно, это так! Молекулы воздуха, молекулы воды и жители городов однообразным потоком движутся по некому пути от точки нагнетания до конечного пункта, независимо от того что представляет собой путь - трубы, воздуховоды, тоннели, переходы в метро, автомагистрали.

Ещё интереснее то, что во всех случаях одинаково выглядит схема прохождения местных сопротивлений - поворотов, тройников, сужений и расширений, разделения дороги и т.п.

Например, точно так же,  как на отводах воздуховодов образуются завихрения, на поворотах тоннелей образуются зоны, где "завихряются" и пешеходы (допустим, стоят, кого-то ожидая).

Дальше - больше. После поворота всегда образуется некоторое сужение потока, т.к. молекулы и люди, движущиеся по внутренней траектории поворота не могут повернуть мгновенно на 90°: они делают скругление и тем самым залезают на путь движущихся слева:

Сходные явления возникают и при разделении потока: в точке раздвоения появляются вихри и турбулентности (если движется газ или жидкость). А в случае людей заметим, что именно в этих местах обычно играют нам различные мотивы на гитаре баянисты. К тому же такие "приметные" места являются стандартными для встреч. Как бы то ни было, люди повторяют гидроаэродинамическую картину при прохождении такого рода местных сопротивлений:

...и только одно различие...

Но существует всего одна ситуация, при которой люди, газы и жидкости ведут себя принципиально разным образом ввиду своих индивидуальных особенностей. Это - прохождение коллекторов, когда из одного большого объема есть несколько выходов.

Люди, будучи существами разумными и ленивыми, движутся по кратчайшему пути. В результате большинство пройдет через первый проход.

В свою очередь жидкость - вещество несжимаемое и нагнетаемое в коллектор. Она полностью заполнит его, создастся единое практически безградиентное статическое давление и во все выходы поступит примерно одинаковый расход жидкости.

Совершенно иную ситуацию имеем в случае газа. Дело в том, что газ сжимаем, а потому нагнетающая сила прижмет его к дальней стенке коллектора, тем самым обеспечивая там наивысшее статическое давление, а возле первого прохода будет преобладать скоростной напор. Следовательно, большая часть воздуха пройдет через последний проход и меньшая - через первый.

...плавно переходящее в охлаждение ЦОД

Вышеописанная ситуация с коллектором один в один повторяется в каждом ЦОД с изолированным холодным коридором (так называемым "холодным бассейном").

Изолированный холодный коридор представляет собой тот самый коллектор, из которого в две стороны холодный воздух, нагнетаемый шкафными кондиционерами из-под фальшпола через напольные решетки, поступает в ИТ-стойки. В идеале требуется достичь равномерного по высоте расхода воздуха через стойку. Но на практике воздух - вещество сжимаемое, а потому оно под напором прижимается к потолку коридора, создавая там наибольшее статическое давление. Как результат, наибольшее количество холода получит ИТ-оборудование, расположенное в верхней части стойки:

Данный факт следует обязательно учитывать как при проектировании системы кондиционирования ЦОД, так и при размещении оборудования в стойке.

Наконец, на вполне логично возникающий вопрос о том, как же добиться равномерного распределения холодного воздуха по высоте стойки, можно порекомендовать два пути решения проблемы:

  • Использование напольных решеток с регулируемыми жалюзи, причем желательно, чтобы жалюзи имели несколько независимых секций, каждую из которых можно выставить на определенный угол.
  • Второй вариант менее удобен: установка направляющих отбойников над решетками, заворачивающих ближние к стойке потоки воздуха в её нижнюю часть.

В обоих случаях цель - доставить холодный воздух из-под фальшпола сразу к ИТ-оборудованию без преднамеренного превращения холодного коридора в камеру статического давления, т.к. в последнем случае два преобразования энергии (из кинетической энергии поступающего снизу воздуха в потенциальную энергию статического давления и далее снова в кинетическую для протекания через стойку) лишь понижают общий КПД системы, а потери всегда идут в тепло.

Комментарии

Ваше имя:

E-mail:  (на сайте не показывается)

Введите код с картинки: