Klimatyzacja serwerowni: wymagania dotyczące techniki klimatycznej. Klimatyzacja w serwerowniach
W pewnym momencie niektóre firmy rozwijają się do tego stopnia, że ich wewnętrzne systemy informatyczne nie mogą już zmieścić się w szafie serwerowej. Następnie szef działu IT będzie musiał rozważyć plusy i minusy i zdecydować, czy zbudować serwerownię. Opcji może być kilka: od całkowitego pozbycia się własnych możliwości i zabrania ich do chmur lub kolokacji w dużym centrum danych, po zbudowanie własnego mini (lub niezbyt mini) data center z blackjackiem.
Proces kalkulacji, planowania i budowy serwerowni jest bardzo odpowiedzialny i kosztowny. Inwestycje należy jeszcze poczynić w fazie projektowania, tu notabene można zaoszczędzić, jeśli wszystkie procedury w serwerowni, od projektu po budowę, wykonuje jeden wykonawca. Naturalnym pragnieniem szefa firmy w takiej sytuacji jest robienie jak najmniej. A każdy wzrost kosztów projektu spotyka się z wrogością. W tych potyczkach często zapomina się, że oprócz wybudowania obiektu nastąpi jego zawartość, która niewłaściwie zaprojektowana może po dwóch, trzech latach uszczuplić firmowy budżet na kolejną nieistniejącą serwerownię.
Drugim największym konsumentem zasobów (w tym przypadku energii elektrycznej i materiałów eksploatacyjnych) w serwerowni jest system chłodzenia. Nie jest dla nikogo nowością, że „wydajność” systemu chłodzenia serwerowni musi przynajmniej dorównać, a w najlepszym razie przekroczyć o kilkadziesiąt procent moc szczytową wszystkich zainstalowanych w serwerowni urządzeń. W tym artykule porozmawiamy o tym, jaki rodzaj systemu chłodzenia i jak zaoszczędzić pieniądze na obsłudze takich systemów.
Klasyfikacja systemów chłodzenia pomieszczeń
Klimatyzatory sprężarkowe są najbardziej znane w obsłudze i rozumieniu. W nich płyn chłodzący (w zdecydowanej większości przypadków – freon) przenosi ciepło z grzejnika jednostki wewnętrznej na zewnątrz, gdzie rozprasza energię do otoczenia. Możesz przeczytać więcej o zasadzie działania klimatyzatora. Następnie są układy płynne i kombinowane, w których jako chłodziwo główne stosuje się wodę lub glikol etylenowy, a wybór chłodziwa zależy nie tylko od warunków pracy, ale także od sposobu chłodzenia. A najskuteczniejszym rozwiązaniem, pod pewnymi warunkami, są oczywiście systemy free cooling. To niezwykle precyzyjne urządzenia, opracowane niemal od podstaw, przypadek po przypadku.
Warto również zwrócić uwagę na klasyfikację „form factor”. Tutaj systemy można warunkowo podzielić na dwa typy. Systemy domowe, do których wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni, są zwykle instalowane w biurach i mieszkaniach, zwisając ze ścian lub sufitów, ale mogą służyć jako systemy chłodzenia wyspecjalizowanych pomieszczeń. Oraz systemy precyzyjne, w skład których wchodzą specjalistyczne systemy klimatyzacji i oczywiście wszystkie systemy freecoolingu i płynów.
W ramach systemów precyzyjnych istnieje systematyzacja według zasady działania i według metody dostarczania „na zimno” do „odbiorców”. A jeśli wszystko jest mniej więcej jasne z podstawowymi różnicami, istnieje wiele sposobów na bezpośrednie chłodzenie urządzeń.
Obsługujemy cały Śląsk:
Łubie, Zbrosławice, Tworóg, Połomnia, Pyskowice, Toszek, Zabrze, Gliwice, Tarnowskie Góry, Sosnowiec, Dąbrowa Górnicza, Żory, Rybnik, Wielowieś, Księży Las, Bytom, Piekary Śląskie, Ruda Śląska, Pławniowice, Kopienica, Wieszowa, Lubliniec, Strzelce Opolskie, Miasteczko Śląskie, Mierzęcice, Kędzieżyn-Koźle, Mikołów, Częstochowa, Kraków, Wadowice, Oświęcim, Tychy, Rybnik, Aleksandria, Babienica, Blachownia, Biskupice, Bobrowniki Śląskie, Boronów, Borowiany, Boruszowice, Brynek, Brynica, Brzeziny Śląskie, Bytom, Celiny, Chechło, Chorzów, Ciasna, Cisiec, Cisownica, Cynków, Czechowice-Dziedzice, Czekanów, Częstochowa, Dąbrowa Górnicza, Dobrodzień, Drutarnia, Gliwice, Goczałkowice-Zdrój, Goleszów, Gorzyce, Gostyń, Góra Siewierska, Górniki, Hanusek, Herby, Jastrzębie-Zdrój, Jaworzno, Jemielnica, Jerzowa, Kalety, Kamieniec, Kamińsko, Katowice, Karchowice, Kędzierzyn Koźle, Kiczora, Kieleczka, Kleszczów, Kłobuck, Knurów, Kocury, Kochanowice, Kokotek, Koszęcin, Kotowice, Kopienica, Konopiska, Koty, Kozłowa Góra, Kozłów, Krupski Młyn, Krzyżowa, Krzepice, Księży Las, Laryszów, Lasowice, Lisów, Lubliniec, Łącza, Łubie, Lubecko, Miasteczko Śląskie, Miedary, Mierzęcice, Mikołeska, Mikołów, Miotek, Morsko, Mysłowice, Nakło Śląskie, Niewiesze, Niezdrowice, Niezdara, Nowa Wieś, Nowe Chechło, Ogrodzieniec, Opatowice, Orzech, Orzesze, Osada Jana, Ossy, Ożarowice, Paczyna, Piasek, Piekary Śląskie, Pisarzowice, Pniowiec, Poczesna, Połomia, Porąbka, Poręba, Psary, Potępa, Przeczyce, Przezchlebie, Przeczyce, Pszczyna, Ptakowice, Pyrzowice, Pyskowice, Racibórz, Radzionków, Repty, Repty Śląskie, Rokitno Szlacheckie, Ruda Śląska, Rudniki, Rudziniec, Rudno, Rybna, Rybnik, Rzeczyce, Rzędkowice, Sączów, Siemonia, Sierakowice, Siewierz, Sławków, Sopot, Sosnowiec, Sośnicowice, Solarnia, Sowice, Smolnica, Stare Tarnowice, Stolarzowice, Strzybnica, Strzelece Opolskie, Szałsza, Śródmieście-Centrum, Świerklaniec, Świnna, Tarnowskie Góry, Tąpkowice, Toszek, Trachy, Tworóg, Tychy, Wielowieś, Wieszowa, Wilkowice, Wilkowiczki, Wodzisław Śląski, Wojkowice, Wojska, Woźniki, Wyrazów, Zabrze, Zarzecze, Zawady, Zbrosławice, Zdów, Zebrzydowice, Zendek, Żarki Letnisko, Żernica, Żędowice, Ziemięcice, Żory, Żyglin, Żyglinek
Wśród powszechnych klasycznych przypadków można wyróżnić chłodnię z zainstalowanymi regałami, nadają się tu również klimatyzatory domowe. Klasycznymi opcjami precyzyjnych rozwiązań są urządzenia kanałowe in-line z gorącymi i zimnymi korytarzami, w których regały są ustawione w rzędach, aby otrzymywać zimne powietrze np. z podniesionej podłogi. Dostarczają ogrzane powietrze do korytarzy, gdzie jest ono na siłę usuwane. Istnieją również opcje z kanałami powietrznymi dla każdej szafy, w których powietrze jest dostarczane do każdej szafy od góry lub od dołu, a następnie również aktywnie wciągane.
Jest trochę więcej niż wiele nieklasycznych rozwiązań. Nie trzeba dodawać, że wszystkie są dokładne. Większość rozwiązań to kombinacje powyższych systemów w celu poprawy wydajności i obniżenia kosztów. Różnorodność tutaj – od indywidualnych klimatyzatorów do każdej szafy serwerowej po chłodzenie cieczą dla każdego pojedynczego serwera, a nawet procesora. Warto również wspomnieć o systemach z bezpośrednim kontaktem konsumenta z cieczą. W tym przypadku serwery są całkowicie zanurzone w specjalnym oleju. Olej jest bezwonny i nie przewodzi prądu. Ciecz stale krąży wewnątrz basenów sprzętowych i przechodzi przez chłodnice.
Strategia
Warto pomyśleć o potrzebie budowy serwerowni więcej niż raz. Panuje pogląd, że dedykowana serwerownia dla mocy poniżej 5kW nie jest konieczna. Zazwyczaj cały sprzęt zmieści się w szafie rack 42-47-stanowiskowej, a jedyne, co jest potrzebne, to osobny stojak na ramie krzyżowej. Wszystko to można otoczyć pokojem „administracyjnym” lub innym pokojem (głównym nie jest dział księgowości) ze szklaną ścianką działową lub płytą gipsowo-kartonową z zamkniętymi drzwiami, założyć podwójny klimatyzator domowy i iść napić się piwa.
Ale budujemy serwerownię. Najpierw musimy zdecydować, jakiego rodzaju systemu chłodniczego użyjemy i nie chodzi tylko o cenę. Wybór sposobu chłodzenia zależy od wielu czynników: mocy sprzętu, lokalizacji serwerowni w budynku, położenia geograficznego samego budynku, a nawet trendu w kierunku niektórych typów urządzeń chłodzących i krótkowzroczności pracodawców.
Powszechnie przyjmuje się, że domowy klimatyzator wystarczy do systemów o mocy do 10 kW. Jest to zrozumiałe, ponieważ domowe systemy split o większej mocy, po pierwsze, są dość kłopotliwe w zakupie, a po drugie, ich koszt zbliża się, a nawet przekracza, koszt klimatyzatorów precyzyjnych o podobnej mocy.
Lokalizacja serwerowni w budynku silnie determinuje możliwość zainstalowania takiego lub innego systemu chłodzenia, możliwość doprowadzenia komunikacji, kanałów powietrznych do wyspecjalizowanych systemów, aranżacji podniesionej podłogi lub zainstalowania turbin. Jeśli wysokość sufitu jest niewystarczająca, niemożliwe jest posiadanie podłogi podniesionej o wymaganej głębokości, aby zainstalować kanały nadmuchowe i ssące systemu precyzyjnego. Położenie na środku budynku będzie stwarzało problemy z rozmieszczeniem kanałów powietrznych, co jest jedną z opcji dla systemu free-coolingu, a bliskość sektora gospodarczego zwykle kończy budowę serwerowni ze względu na „namzhesumit”.
Czynnik geograficzny odgrywa jedną z głównych ról i często kończy możliwość swobodnego chłodzenia, jeśli znajdujesz się np. w strefie tropikalnej. Dlatego budowniczowie DPC tak bardzo kochają północne regiony naszej planety, ponieważ nie można tam używać żadnej klimatyzacji.
Co więcej, niektórzy technicy mocno wierzą w możliwość zastosowania jednego systemu i całkowitą nieakceptowalność innych opcji chłodzenia. Spokojnie i pewnie udowodnią swoją sprawę, znajdując argumenty „za” i szukając luk w innych propozycjach, od prawdziwych po mityczne.
Dzięki temu w oparciu o obraną strategię zaprojektujemy urządzenie do samej serwerowni.
Strategia chłodzenia klimatyzatorów mieszkaniowych
Jesteś właścicielem małego parku serwerów, 2-3 szaf, z którymi będziesz w osobnym pomieszczeniu. Nie masz perspektyw na płynny wzrost wydajności i nie chcesz się martwić lub (bardzo prawdopodobne) nie masz budżetu na bardziej energooszczędne i ekologiczne rozwiązania.
Najpierw zdecyduj, jak szafy sprzętowe będą rozmieszczone w serwerowni w stosunku do klimatyzatorów. Najlepszym rozwiązaniem w Twoim przypadku byłoby zainstalowanie wewnętrznych modułów systemu dzielonego przed rzędem szaf, jeden na drugim, zwrócony do „przodu” otwartej szafy typu rack lub szafy z drzwiami z siatki. Sensowne jest instalowanie sprzętu wewnątrz szafy po tej stronie, z której zasysane jest powietrze, aby schłodzić wewnętrzne elementy. Niektóre jednostki montowane w stelażu można przebudować lub nawet wyprodukować w celu wywiewania lub wywiewania powietrza z przedniej lub jednej ze ścian bocznych. Pomyśl o tym podczas zakupów.
Nawet jeśli nie przewiduje się całkowitego przyrostu mocy, warto wziąć klimatyzatory z rezerwą mocy, na przykład, maksymalnie zwiększając pobór mocy „najgorętszej” szafy i mnożąc przez nie liczbę szaf.
Minimalna tolerancja awarii w tej strategii to N+1. W praktyce wygląda to tak, jakby dwa lub więcej klimatyzatorów o tej samej wydajności, gdzie jednostki wentylacyjne „N” są w stanie utrzymać temperaturę pracy w serwerowni podczas gdy „+” 1″ jest naprawiany lub naprawiany. Najczęściej w małych serwerowniach używane są dwie jednostki. Aby przedłużyć żywotność obu klimatyzatorów, konieczne jest zastosowanie urządzenia do obracania klimatyzatorów. Urządzenie zmienia pracę z jednego klimatyzatora na inny w określonych okresach czasu, monitoruje jego uruchomienia i monitoruje wydajność. Jeśli jeden z klimatyzatorów ulegnie awarii, powinien automatycznie podłączyć „śpiący” i powiadomić osobę odpowiedzialną za problem.
Wszystkie systemy podziału serwerów instalowane w szerokościach geograficznych naszego kraju muszą posiadać tak zwany „zestaw zimowy”. Jest to jednostka sterująca, pewne ulepszenie chłodnicy zewnętrznej jednostki klimatyzacyjnej i system ogrzewania miski pompy. Działa automatycznie.
Precyzyjne systemy chłodzenia
Klimatyzacja precyzyjna (wysoka precyzja) (lub inny chiller) – zaprojektowana dokładnie do jak najefektywniejszej pracy w infrastrukturze z dostarczonymi parametrami końcowymi. Oznacza to, że mówiąc „klimatyzacja precyzyjna” mamy na myśli to, że pomieszczenie, wyposażenie serwerowni i sama „agregat chłodniczy” zostały opracowane w projekcie jako zestaw technologii zapewniających funkcjonalność, bezpieczeństwo i trwałość drogiego sprzętu w najlepszy możliwy sposób.
Nie trzeba dodawać, że urządzenia projektowane na zamówienie są drogie. Święte wojny toczą się między zwolennikami różnych dziedzin. Niektórzy twierdzą, że do zwykłej serwerowni wystarczy sparowana, przemysłowa wersja domowego klimatyzatora, np. Daikin (seria FT i FAQ) czy Mitsubishi (seria Heavy). Wybierając tę opcję, należy wziąć pod uwagę wady, takie jak lokalna stagnacja gorącego powietrza w narożnikach lub w jednostkach szaf, które nie są zajęte przez sprzęt aktywny. Równie niebezpiecznym czynnikiem jest niska wilgotność, ponieważ, jak wiadomo, klimatyzator wysusza powietrze. Suche powietrze przyczynia się do gromadzenia się elektryczności statycznej, obecność potencjału statycznego w cienkiej elektronice negatywnie wpływa na funkcjonowanie chipów i zwiększa ryzyko ich zniszczenia przez wyładowanie. Oczywiście większość czynników można wyeliminować, ale w większości przypadków jest to produkcja kul. Dodatkowe wentylatory, nawilżacze, mnożniki punktów awarii, koszty energii i konserwacji. W rzeczywistości konserwacja tego samego nawilżacza nie jest tak kosztowna, jak w czasie. Wymaga regularnego czyszczenia i codziennego stosowania wody.
Nie wszystko idzie dobrze dla robotników precyzyjnych. Po pierwsze, są za duże: klimatyzatory freonowe mają wymiary dwóch lub trzech pełnowymiarowych szaf. Ponieważ kontrola wilgotności jest jedną z głównych funkcji specjalistycznego klimatyzatora, konieczne jest dostarczanie wody do jednostek wewnętrznych, co jest całkowicie nie do przyjęcia dla niektórych informatyków. Zimne powietrze z takich jednostek jest dostarczane do regałów kanałami, które są prowadzone pod podniesioną podłogą, najczęstszą i najdroższą opcją, lub pod dachem, co implikuje wysokie sufity i nakłada dodatkowe ograniczenia na instalację kabli komunikacyjnych . Skraplacze-chłodnice takich klimatyzatorów mają przyzwoite rozmiary, a pytanie pojawia się natychmiast wraz z ich rozmieszczeniem i orurowaniem jednostki wewnętrznej.
Skończyliśmy z punktami plus, przejdźmy do punktów plus. Obejmuje to: wysoką wydajność, redundancję tylko aktywnych elementów klimatyzacji (np. kanałów wentylacyjnych, myślę, że nie ma sensu rezerwować), precyzyjną kontrolę temperatury i wilgotności, możliwość szczegółowego monitoringu. Kolejnymi zaletami są względne oszczędności, gwarantowany dopływ zimnego powietrza do konsumenta, obsługa dużej gęstości odbiorców na szafę (jest to praktyczna zasada, jeśli szafa jest pusta, będzie działała nieefektywnie i wpłynie na cały „ekosystem”). Istnieje zrozumiały związek między rosnącymi kosztami klimatyzacji a wynikającą z tego efektywnością energetyczną.
Jak już wspomniałem, najczęstszym systemem klimatyzacji precyzyjnej jest system korytarzowy, w którym regały są ustawione w rzędy i zainstalowane w taki sposób, aby pobierać powietrze z zimnych korytarzy (gdzie powietrze jest dostarczane przez klimatyzator) i dostarczać je .do gorących (gdzie powietrze jest pobierane przez system wentylacyjny). Kanałem powietrznym takiego systemu jest zwykle podłoga podniesiona. Same panele podłogowe są w większości solidne, wszystkie kable komunikacyjne w miarę możliwości z pod podłogi podniesionej są przenoszone na strop, panele kratownicowe układa się przed rzędami regałów na podłodze, z której chłodzone powietrzem wchodzi od frontu stojak. Dzięki temu urządzeniu drzwi szafy serwerowej są albo zazębione na obu końcach, albo w ogóle nie zazębione. Następnie, ogrzane przez serwery powietrze jest wydmuchiwane do gorącego przejścia, gdzie jest zasysane przez system wentylacji wymuszonej. W idealnym przypadku, zgodnie z zasadami termodynamiki, wentylator wyciągowy powinien znajdować się w górnej części gorącego przejścia, ale zwykle odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad szafami w celu nawiązania komunikacji kablowej. Niedawno we wspólnej serwerowni zamknięto zimne i gorące korytarze. Umożliwiło to uzyskanie znacznych oszczędności w rozpraszaniu cennego zimna. Niezbędne jest zainstalowanie wtyczek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma trudności z mieszaniem się z powietrzem schłodzonym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia od półtora do dwóch razy. zgodnie z zasadami termodynamiki wylot powinien znajdować się w górnej części gorącego przejścia, ale zwykle odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad szafami w celu nawiązania komunikacji kablowej. Niedawno we wspólnej serwerowni zamknięto zimne i gorące korytarze. Umożliwiło to uzyskanie znacznych oszczędności w rozpraszaniu cennego zimna. Niezbędne jest zainstalowanie wtyczek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma trudności z mieszaniem się z powietrzem schłodzonym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia od półtora do dwóch razy. zgodnie z zasadami termodynamiki, wylot powinien znajdować się w górnej części gorącego przejścia, ale zwykle odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad szafami w celu nawiązania komunikacji kablowej. Niedawno we wspólnej serwerowni zamknięto zimne i gorące korytarze. Umożliwiło to uzyskanie znacznych oszczędności w rozpraszaniu cennego zimna. Niezbędne jest zainstalowanie zaślepek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma trudności z mieszaniem się z powietrzem schłodzonym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia od półtora do dwóch razy. ale zwykle odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad regałami do komunikacji przewodowej. Niedawno we wspólnej serwerowni zamknięto zimne i gorące korytarze. Umożliwiło to uzyskanie znacznych oszczędności w rozpraszaniu cennego zimna. Niezbędne jest zainstalowanie zaślepek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma trudności z mieszaniem się z powietrzem schłodzonym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia od półtora do dwóch razy. ale zwykle odbywa się to na podniesionej podłodze, aby zaoszczędzić miejsce nad regałami do komunikacji przewodowej. Niedawno we wspólnej serwerowni zamknięto zimne i gorące korytarze. Umożliwiło to uzyskanie znacznych oszczędności w rozpraszaniu cennego zimna. Niezbędne jest zainstalowanie wtyczek w wolnych przestrzeniach szafek, ponieważ gorące powietrze ma trudności z mieszaniem się z powietrzem schłodzonym. Może to zwiększyć wydajność chłodzenia od półtora do dwóch razy.
Intel, na przykład, realizując ideę chłodzenia sprzętu tak prosto i wydajnie, jak to tylko możliwe, poszedł dalej i nawet opatentował stojak z kapturem. Stojak jest zwykłą szafą 19″, ale głębszą niż analogi i posiada kanał powietrzny w górnej pokrywie, który otwiera się w przestrzeń podwieszanego sufitu, gdzie gorące powietrze jest zasysane przez klimatyzatory. klimatyzatorów jest całkowicie pasywny, ale jednocześnie, według Intela, jest w stanie schłodzić w szafie sprzęt o mocy 32 kW.
Biorąc pod uwagę klimat naszego kraju, klimatyzatory precyzyjne mają jeszcze jedną wielką zaletę: Twój obwód można bezboleśnie modyfikować, dodając pełny lub częściowy obwód cieczowy. Wykorzystując glikol etylenowy jako czynnik chłodniczy, kolejny obwód chłodzony cieczą jest budowany równolegle do obwodu klimatyzacji, zmniejszając w ten sposób koszt energii elektrycznej, utrzymując klimatyzację i wydłużając jej żywotność. Wydajność obwodu glikolowego zaczyna się już w temperaturach poniżej +20 C, co nie jest rzadkością nawet latem w nocy w Rosji.
Dodatkowy obieg cieczy podwaja ten freonu i w zasadzie może pracować 24 godziny na dobę, w czasie „gorącego” dnia, schładzając sprężarkę klimatyzacji i skraplacz, a gdy temperatura zewnętrzna spada, przechodząc na częściowe i pełne chłodzenie wewnętrzny wymiennik ciepła.
Wiodącymi producentami precyzyjnych systemów chłodzenia są Schneider Electric, STULZ, Emerson Network Power, RC Group. Wśród jego rozwiązań są gotowe systemy łączone.
Systemy płynów
Podstawowa różnica między chłodzeniem cieczą a chłodzeniem freonowym polega tylko na tym, że w obwodzie ciecz przez większość czasu nie zmienia stanu fazowego, dlatego przy tej samej mocy układu układy wody i wody glikol straci wydajność dla systemów freonowych. Jednak systemy płynów mają niezaprzeczalne zalety, takie jak pojemność i wszechstronność. W systemach chłodzenia cieczą agregatem chłodniczym może być klimakonwektor dachowy lub tarasowy albo własny system ogrzewania budynku. Płyn może chłodzić powietrze w serwerowni lub może służyć jako czynnik chłodniczy dla pojedynczego procesora. Niekwestionowaną zaletą kondycjonowania cieczą jest niemal nieograniczone wydłużenie tras, ze względu na niską cenę czynnika chłodniczego, dla samego układu jest to tylko zaleta. Najbardziej niebezpieczny w tej sytuacji jest wyciek czynnika przewodzącego, ale najwyraźniej nikogo to już nie przeraża. IBM w tej sytuacji wyróżnił się konstrukcją SuperMUC, gdzie osiągnął 40% oszczędności energii ze względu na brak chillerów w układzie chłodniczym. A Google w większości swoich centrów danych stosuje własny system projektowania, który wykorzystuje system gorących i zimnych korytarzy.
Inny system płynów polega na zanurzeniu serwera w specjalnym oleju mineralnym. Olej jest dielektrykiem, więc nie będzie zwarcia. Jeśli chodzi o energooszczędność, zdaniem ekspertów z tego samego Intela, system chłodzenia w tym przypadku zużywa o 90% mniej energii, a także zmniejsza zużycie energii przez same serwery. Regały zanurzeniowe do chłodzenia cieczą są teraz dostępne na przykład przez CarnotJet. Racki nadają się do umieszczenia dowolnego serwera, tylko należy najpierw usunąć z nich wszystkie wentylatory.
Kolejnym czynnikiem wszechstronności jest duża liczba sposobów chłodzenia czynnika chłodniczego. Na przykład możemy wspomnieć o technologii SeaWater Air Conditioning (SWAC), przy użyciu której zbudowano centrum danych Google w Finlandii. Nazwa wyjaśnia, że do chłodzenia wody wpływającej do centrum danych używany jest wymiennik ciepła z zimną wodą pobieraną z dna morza.
Klasyczny system chłodzenia cieczą działa jako pośrednik między stosunkowo wysoką temperaturą wewnątrz serwerowni a chillerem, zazwyczaj suchą wieżą chłodniczą i chillerem na zewnątrz.
Sucha wieża chłodnicza to zamknięty obieg chłodzenia, w którym ciecz wpływa do chłodnicy, która jest przedmuchiwana powietrzem siłą. Istnieją również mokre chłodnie kominowe, w których woda jest jednocześnie rozpylana i wyrzucana. W wieżach złożowych lub klimakonwektorach ciekły czynnik chłodniczy jest zwykle przygotowywany tylko przez schłodzenie do temperatury powietrza, podczas gdy samo chłodzenie odbywa się w chłodniejszym wymienniku ciepła.
Agregat to agregat, który działa na freon, schładzając ciecz, która przechodzi przez agregat do wymaganej temperatury.
W przypadku klasycznego kondycjonowania cieczy wszystkie te same zasady obowiązują w przypadku układów freonowych. Schłodzone powietrze w parowniku przechodzi przez odbiorniki i jest pobierane z serwerowni przez sam system chłodzenia. Pomimo tego, że układy cieczowe są bardziej wszechstronne i generalnie tańsze w eksploatacji niż układy freonowe, ich wydajność jest niższa ze względu na większą liczbę półproduktów powietrze-chłodnica-ciecz-powietrze. Zgadzam się, to nie jest najbardziej udany schemat.
Usuwanie półproduktów
Freecooling bezpośredni to najbardziej energooszczędny sposób chłodzenia serwerowni. Oczywiście jego wydajność zależy wyłącznie od temperatury powietrza „na morzu”, ale pewne zmiany standaryzacji i różne zielone technologie stopniowo przesuwają systemy chłodzenia serwerów w tym kierunku.
Zacznijmy od tego, że największym standaryzatorem systemów inżynierskich, a w szczególności systemów chłodzenia i ogrzewania, jest ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers) – Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji od 2004 roku. podwoiła zalecaną temperaturę powietrza do chłodzenia serwerowni z +22 do +27 st. C. A w 2011 roku wprowadzono zmiany w standardzie, rozwarstwiając dwie nowe klasy sprzętowe dla serwerowni A3 i A4, gdzie zakres temperatur został zwiększony do +40 i +45 stopni… Producenci serwerów już produkują te modele. Choć nie jest to jeszcze rozpowszechnione, coraz więcej producentów centrów danych zwraca się ku ekologicznym technologiom chłodzenia.
W przypadku serwerowni w naszych szerokościach geograficznych swobodne chłodzenie może stać się, jeśli nie całkowitym zamiennikiem klasycznego modelu chłodzenia, to dużą pomocą w chłodzeniu w zimnych porach roku, a także zmniejszy moc klimatyzatorów.
Największym problemem związanym z bezpośrednim freecoolingiem jest ogólne zanieczyszczenie powietrza w miastach. Może się zdarzyć, że ilość, zużycie filtrów i moc wentylatorów do ich wydmuchania niwelują wszelkie oszczędności energii elektrycznej i energii. Problem ten rozwiązuje się poprzez rozdzielenie obwodów i wprowadzenie pomiędzy nie wymiennika ciepła opartego na piecu obrotowym. W takim przypadku potrzebne będą również filtry, ale tańsze i o minimalnym oporze na powietrze.
Kolejnym dużym problemem jest to, że z funkcją pomocniczą naszego freecoolera, nie będzie on działał dobrze z systemami domowymi, a lepiej z systemami precyzyjnymi.
Od profesjonalistów: przy bezpośrednim chłodzeniu bezpośrednim nie ma ryzyka wysychania w serwerowni, ponieważ istnieje stała wymiana powietrza ze środowiskiem zewnętrznym. Z drugiej strony wilgotność powietrza na zewnątrz może kategorycznie nie odpowiadać przyjętym normom wilgotności dla serwerowni, a tu z pomocą przychodzi nam jeden z głównych atutów systemów free cooling – chłodzenie adiabatyczne.
Od dawna zauważono, że wilgotne powietrze w pobliżu zbiorników wodnych jest zawsze chłodniejsze niż na oddalonych od nich równinach, pamiętaj przynajmniej o morskiej bryzie. W przypadku adiabatycznego chłodzenia powietrzem nie są wymagane żadne systemy nadmiarowe ani złożone rozwiązania techniczne. Są one rozmieszczone na zasadzie mokrych wież chłodniczych, woda jest rozpylana do ogrzanego powietrza zewnętrznego komór przez dysze, które odparowują oraz chłodzi i nawilża powietrze. System ten nie tylko skutecznie obniża temperaturę powietrza na zewnątrz, ale także tworzy niezbędną wilgoć w powietrzu. Prawdą jest, że w takich systemach pojawia się nowy materiał eksploatacyjny – woda. Dlatego wraz z PUE (Energy Use Efficiency), ASHRAE wprowadziła nowy termin WUE (Water Use Efficiency (PDF)). Za co odpowiadają te parametry, myślę, że jest jasne dla wszystkich.
Jako znakomite przykłady wdrożenia takich systemów można wymienić centrum danych eBay „Mercury” w Phoenix (USA) oraz Facebook w Prineville (USA).
Zamiast konkluzji
„Więc jak w końcu schłodzić małe serwerownie o kilkadziesiąt kVA?” – ty pytasz.
Odpowiedź jest niejednoznaczna. Dla większości czytelników odpowiednie będzie rozwiązanie dwóch normalnych klimatyzatorów domowych. Ci, którym uda się przekonać własne kierownictwo o potrzebie oszczędzania i wprowadzania zrównoważonych innowacji, będą mieli wiele bólów głowy, a potem bez końca będą cieszyć się efektem końcowym.
Jak powiedziałem, konkretna decyzja w dużej mierze zależy od warunków klimatycznych danego regionu. Aby zrozumieć obraz klimatu, najlepiej jest zrobić historyczne odniesienie do najwyższych i najniższych temperatur i wilgotności dla całej historii obserwacji instrumentalnych w twoim regionie lub mieście, a także przeanalizować szczegółowe dane dotyczące najgorętszych temperatur w ciągu ostatnich 10 -20 lat. To więcej niż potrzeba do opracowania jasnej strategii.
Pomimo wszystkich zalet free-coolingu, w średnim zakresie, w 80 przypadkach na 100 jest bardziej prawdopodobne, że nie da się obejść bez sprężarki lub klimatyzatora cieczowego. W związku z tym ogólna idea budowy „dużej” energooszczędnej serwerowni wygląda następująco:
To pomieszczenie z precyzyjnym systemem chłodzenia. Pomieszczenie ma podniesione podłogi do nawiewu zimnego powietrza, podzielone na ciepłe i zimne korytarze, odizolowane od ogólnej serwerowni, aby zapewnić wyraźniejszą wymianę ciepła.
Przez większość czasu system pracuje z bezpośrednim chłodzeniem swobodnym, gdy temperatura powietrza na zewnątrz wzrasta, układ chłodzenia adiabatycznego jest podłączony. W przypadku przekroczenia dopuszczalnych granic temperatury wilgotności, podłączana jest sprężarka lub układ chłodzenia cieczowego, czyli klimatyzacja.
Adiabatyczny, tak interesujący z technicznego i praktycznego punktu widzenia, nie jest tu brany pod uwagę ze względu na swoją specyfikę, gdyż wymaga bardziej subtelnego podejścia do realizacji. Jeśli chodzi o rozważaną opcję, oczywiste jest, że efektywność energetyczna w przyszłości będzie wymagała dużych inwestycji na etapie budowy.
Warto zauważyć, że taki system nie może funkcjonować bez odpowiedniego i szczegółowego monitorowania stanu środowiska wewnętrznego. Monitorowanie temperatury w gorących i zimnych przejściach, wilgotności powietrza wewnątrz i na zewnątrz, obecności wody w układzie adiabatycznym, kontrola szczelności. W tym celu istnieją urządzenia monitorujące, które mogą publikować dane z różnych czujników za pośrednictwem sieci Ethernet lub Wifi. Prezentowane są w postaci płyt, pudełek i produktów do montażu w standardowych szafach 19″. Np. netping jest już wyposażony we wbudowany modem GSM z modułem SMS, zdolny do powiadamiania nie tylko krytycznych jednostek o chłodzeniu system zmian parametrów lub wyzwalania czujnika.
Co więcej, wszystkie te dane są nie tylko możliwe, ale również muszą zostać wprowadzone do globalnego systemu monitoringu, np. Zabbix, gdzie wykresy i próbki mogą posłużyć do analizy mapy temperatur serwerowni, skorelowania zmian wewnątrz serwerowni oraz na zewnątrz. Zautomatyzuj tworzenie incydentów na podstawie zbioru metryk, a nie tylko jednego.
Wszystko to pozwoli na przebudowę układu chłodniczego na maksymalną wydajność i uniknięcie awarii.
Niestety w krótkim artykule nie da się całkowicie rozwiązać tematu chłodzenia serwerowni. Z jednej strony mogłoby się wydawać, że free cooling to rozwiązanie dla każdego, ale w rzeczywistości jest to dość ryzykowne przedsięwzięcie. Historia zna wiele epickich sytuacji, w których całe centra danych zostały wyłączone z działania z powodu błędów projektowych i niewystarczającej dbałości o szczegóły. Najlepsze, choć droższe, to rozwiązanie polegające na powielaniu standardowych systemów chłodniczych z innymi alternatywami.
Duże centra danych dla Ciebie i nieprzerwany hałas w serwerowniach.
Serwerownia to osobne pomieszczenie wewnętrzne bez okien. Często dla serwerowni przewidziane są obiekty, których nie można zaadaptować na nic innego. W serwerowniach czasami nawet nie zapewnia się wentylacji. W tych pomieszczeniach jest gorąco i duszno, a sprzęt komputerowy wymaga niskiej temperatury powietrza o określonej wilgotności. Czy sprzęt na każdą pogodę jest odpowiedni do schłodzenia tego pomieszczenia?
Charakterystyka klimatyzacji pomieszczenia ze sprzętem serwerowym
Często dobór sprzętu pogodowego do serwerowni pozostawiamy informatykom, więc wybór rodzaju potrzebnego systemu partycjonowania jest ograniczony osobistymi preferencjami. Ale tak naprawdę nie ma znaczenia jaki klimatyzator do serwerowni chłodzi w niej powietrze, ważne jest, aby działał nieprzerwanie przez długi czas, 365 dni w roku, „bez przerw i weekendów”, w na zimno -30C° i na upale +45C°. Aby klimatyzator działał w takim reżimie temperaturowym, należy go początkowo kupić z „zestawem zimowym”.
Ważne!
Produkty nie wszystkich producentów umożliwiają montaż „zestawu zimowego”, dlatego przy wyborze należy zwrócić szczególną uwagę. Niektóre systemy pogodowe można „ulepszyć” tylko do -10C° – 15C°.
Wyznaczmy niezbędne wymagania systemowe HVAC dla serwerowni:
Zestaw zimowy. Znani producenci, tacy jak: DAIKIN, MITSUBISHI ELECTRIC i niektóre inne firmy, na życzenie mogą natychmiast zainstalować „zestaw zimowy” w swoich urządzeniach klimatyzacyjnych. Możesz to zrobić w inny sposób: najpierw kup klimatyzator, a następnie, na warunkach autoryzowanego serwisu, zainstaluj go na sprzęcie, ale najpierw musisz wyjaśnić kwestię serwisu gwarancyjnego. Niektóre firmy produkcyjne odmawiają świadczenia usług gwarancyjnych klientom po zainstalowaniu „zestawu zimowego”, a niektóre przecinają go na pół. Prawdą jest, że główni gracze na rynku HVAC nadal pozostawiają gwarancję bez zmian.
Rotacja i rezerwacja. Dziś działalność niemal każdego biznesu jest uzależniona od komputerów, więc nie sposób sobie wyobrazić, co się stanie, jeśli ulegną awarii serwery i sieć lokalna. Aby zwiększyć niezawodność systemu klimatyzacji, wielu dobrych menedżerów instaluje w serwerowni kilka jednostek, które są połączone w jedną sieć za pomocą specjalnego urządzenia obrotowego. W przypadku awarii systemu podzielonego urządzenie automatycznie uruchomi zapasowy klimatyzator. W trybie pracy jeden sprzęt zatrzyma się na odpoczynek i konserwację, podczas gdy drugi zostanie automatycznie uruchomiony.
Automatyka do zdalnego monitorowania i sterowania wskaźnikami pogodowymi w serwerowni. Nie jest to najważniejszy warunek, dlatego wielu liderów biznesu nie przywiązuje wystarczającej wagi do automatyzacji. Ale znacznie wygodniej jest monitorować wszystkie wskaźniki temperatury za pomocą monitora komputerowego, gdzie dane będą wyświetlane w postaci tabel i wykresów, a każda usterka, jej charakter i stopień zagrożenia będą wyświetlane na ekranie w postaci komunikaty wyskakujące z towarzyszącym sygnałem dźwiękowym.
Długość linii Freon. Jest to bardzo ważny wskaźnik przy wyborze konkretnego modelu systemu split do klimatyzacji serwerowni, gdyż jego jednostka zewnętrzna musi być umieszczona na ścianie ulicy lub na dachu.
Ważne!
Nie wszyscy producenci sprzętu pogodowego mają możliwość oferowania modeli klimatyzatorów z linią freonową o długości większej niż 15 metrów. Przy wyborze należy zwrócić na to szczególną uwagę.
Obliczanie wydajności klimatyzatora w pomieszczeniu z serwerami
Systemy split dla serwerowni muszą mieć wymaganą wydajność, których obliczenia muszą być wykonywane wyłącznie przez specjalistów. Jednak wielu liderów biznesu przypisuje tę misję inżynierowi IT. Jak obliczyć wydajność klimatyzatora bez specjalnej wiedzy?
Najpierw musisz zdobyć całą dokumentację dla zainstalowanych serwerów. W części technicznej tego dokumentu znajdziesz znaczenie „wydzielania ciepła”, ponieważ każde urządzenie, wykorzystując energię elektryczną, zamienia ją na ciepło.
Następnie zsumuj wszystkie wartości wydzielania ciepła, dodaj ciepło ze ścian i 10% na reasekurację. W efekcie daje to około 50 – 70 W mocy na 1 m3 kubatury pomieszczenia. Taką kalkulację można zastosować tylko w skrajnych przypadkach, a wszystkie prace z nią związane powinni zajmować się wyłącznie specjalistami.
Ważne!
Nie używaj energooszczędnych klimatyzatorów o małej mocy do chłodzenia powietrza w serwerowniach, ponieważ nie mają one kontroli czystości i wilgotności powietrza. Jeśli serwery ulegną awarii, ich naprawa często przekracza koszt dobrego specjalistycznego sprzętu HVAC.
W seminarium wideo dotyczącym wyboru klimatyzatora do serwerowni.
Najpopularniejszą technologią regulacji temperatury stosowaną w serwerowniach są systemy split z jednostką wewnętrzną montowaną na ścianie.
Ważny! Jeśli pomieszczenie instalacji serwerów ma niewielką powierzchnię, możesz ograniczyć się do zainstalowania półprzemysłowej serii urządzeń HVAC z wbudowanym systemem redundancji i rotacji. Jeżeli w serwerowni są specjalne wymagania dotyczące parametrów powietrza i różnic temperatur, to do tych serwerowni należy zastosować.
Technologia precyzji pogody
Precyzja oznacza precyzję i to jest dokładnie to, co mówią o technologii precyzji klimatycznej. Klimatyzatory te są w stanie utrzymać temperaturę z dokładnością do 0,5 C i wilgotność do 5%. Są drogie, ale trwałe, wiele modeli jest zaprojektowanych do nieprzerwanej pracy nawet przez 20 lat.
Technika ta doskonale sprawdza się w pomieszczeniach z zainstalowaną elektroniką, a dzięki wbudowanemu systemowi filtracji doskonale radzi sobie z kurzem domowym – największym wrogiem urządzeń elektronicznych.
Klimatyzatory precyzyjne mają kilka ważnych zalet w porównaniu z innymi systemami klimatyzacji:
Ta technika ma możliwość utrzymania najdokładniejszych parametrów mieszanki powietrza.
To urządzenie może pracować przez długi czas bez konserwacji w trybie ciągłym.
Są najbardziej niezawodne i mają długą żywotność.
Technologia precyzyjna może poradzić sobie ze znacznymi zmianami temperatury powietrza.
Są kompatybilne z urządzeniami zdalnego sterowania i kontroli temperatury w pomieszczeniu.
Od dawna tego typu urządzenia okazały się głównym rodzajem urządzeń klimatyzacyjnych instalowanych w pomieszczeniach wyposażonych w sprzęt mikroelektroniczny. Wielu producentów elektroniki nie udziela gwarancji na swoje urządzenia, chyba że w ich pomieszczeniach zainstalowany jest precyzyjny sprzęt.
Specjalistyczne obiekty w placówkach medycznych, centrach informacyjnych, salach komputerowych i serwerach muszą spełniać rygorystyczne wymagania techniczne, w tym klimatyzacja. Nagłe wahania temperatury mogą spowodować niską wydajność lub całkowitą awarię drogiego sprzętu. Zainstalowanie klimatyzatora pozwala zrekompensować wzrost wytwarzania ciepła towarzyszący pracy złożonego sprzętu elektronicznego.
Klimatyzator do serwerowni musi być przede wszystkim wydajny i niezawodny. Jego priorytetowym zadaniem jest utrzymanie stabilnej temperatury przez długi czas, co wymaga minimalnych kosztów czasu i materiałów na konserwację. Aby rozwiązać problem, możliwe są następujące opcje.
Systemy Split dla serwerowni
W przypadku niewielkich serwerowni i urządzeń, które pozwalają na niewielkie odchylenia temperatury i wilgotności od wartości idealnych, istnieje możliwość zainstalowania klimatyzatora przemysłowego lub półprzemysłowego. Warunkiem musi być dostępność „zestawu zimowego” – dodatkowego wyposażenia, które gwarantuje funkcję chłodzenia nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych (od -30 do -45°C).
Jednak nie każdy klimatyzator przystosowany do użytku zimowego ma wystarczający margines bezpieczeństwa dla nieprzerwanej pracy 24/7. Największą skuteczność w tym zakresie wykazują urządzenia wiodących światowych marek – Daikin, Fujitsu , Toshiba i Mitsubishi Electric … Klimatyzatory tych producentów są niezawodne, wyposażone w oryginalne podzespoły, są łatwe w obsłudze i mogą pracować w różne tryby.
Ważnym elementem organizacji systemu chłodzenia serwerowni jest redundancja wydajności klimatyzacji … Niezbędne jest wydłużenie żywotności urządzeń HVAC oraz terminowa konserwacja bez dodatkowego obciążenia serwera.
Kalkulacja klimatyzacji serwerowni musi uwzględniać 50-100% redundancji jej wydajności. Oznacza to, że konieczne jest umieszczenie w pomieszczeniu 2-3 klimatyzatorów pracujących na 50 lub 100% mocy ze zmiennym podłączeniem.
Przy 100% nadmiarowości zainstalowane są 2 klimatyzatory: jeden pracuje (100%), drugi jest w trybie czuwania.
Przy 50% redundancji liczba klimatyzatorów jest większa – 3, ale ich stosunek mocy i zmienność: przy 1 trybie czuwania 2 elementy działają z 50% wydajnością.
Zazwyczaj interwał włączania systemów podziału kopii zapasowych wynosi 24 godziny, ale tę wartość można zmienić. W niektórych przypadkach wymagana jest pełna automatyzacja tego procesu. Umożliwia awaryjne włączenie klimatyzatora zapasowego w przypadku wyłączenia podzielonego systemu operacyjnego lub wzrostu temperatury w pomieszczeniu. Ponadto automatyczna regulacja zapewnia integrację technologii klimatycznej z systemem przeciwpożarowym budynku i kontrolą dyspozytorską.
Klimatyzacja precyzyjna w serwerowni
W przypadku dużych centrów przetwarzania, magazynowania, transmisji danych i obiektów z drogim wyposażeniem, inny rodzaj systemów podziału nie wystarczy. Do stabilnej pracy urządzenia w takich warunkach wymagany jest niezawodny i precyzyjny system oczyszczający powietrze, utrzymujący stabilny mikroklimat w wąskim zakresie wartości: dla temperatury dopuszczalne są wahania nie większe niż 1 °C , dla wilgotności – mniej niż 3%.
Klimatyzatory precyzyjne spełniają te wymagania. Jego koszt jest nieco wyższy niż przemysłowych systemów splitowych, jednak zmniejszając ryzyko awarii podczas wdrażania serwerów i innego sprzętu na dużą skalę, zwracają się same. Ponadto w krajach europejskich obecność klimatyzacji precyzyjnej jest integralną częścią gwarancji producenta na wysokiej jakości sprzęt serwerowy.
Grupa firm MEL jest hurtowym dostawcą systemów klimatyzacyjnych dla Mitsubishi Heavy Industries.
Około 10 lat temu autor artykułu był świadkiem sytuacji. Organizacja serwerów to połowa biura przydzielona włóknem szklanym. Za oknem był mroźny zimowy dzień, bateria centralnego ogrzewania nie działała, a informatyk otworzył drzwi serwerowni i wyłączył klimatyzację, żeby ogrzewanie ogrzało pomieszczenie. Godzinę później główny serwer organizacji z systemem ERP został wyłączony. I nie tylko wyłączone, ale 2 drogie dyski SSD zawiodły. Ponad stu pracowników było bezczynnych przez pół dnia, odtwarzając dane rezerwacji. A jeśli nie było pliku.. W ogóle po co serwer klimatyzacji – przecież wszyscy wiedzieli.
Opcje chłodzenia serwerowni.
Klimatyzacja dużej serwerowni. Najdroższy, ale nie zawsze najlepszy.
Słowo „precyzja” od razu kojarzy się z precyzją. Niestety większość „precyzyjnych” klimatyzatorów serwerowych jest wyposażona w sprężarki typu On-Off, a nawet nie mówimy o żadnej precyzyjnej kontroli temperatury, przyspieszenie wynosi co najwyżej 2-3 stopnie.
Kolejnym minusem jest hałas. Konwencjonalne klimatyzatory precyzyjne do serwerowni są jednostką monoblokową ze zdalnym skraplaczem. Hałas sprężarki dodaje się do znacznego hałasu wentylatora parownika. Dobrze, gdy serwerownia jest wydzielonym, niezamieszkanym pomieszczeniem. Ale praca w pokoju z „precyzyjną” pracą (a czasem taką) jest niezwykle męcząca.
Cena Koszt precyzyjnego klimatyzatora jest dwa do trzech razy wyższy od „japońskiego” półprzemysłowego falownika o tej samej wydajności.
Być może jedyną jego zaletą jest zdalny skraplacz, który potencjalnie umożliwia działanie klimatyzatora precyzyjnego zimą w niższych temperaturach niż konwencjonalny klimatyzator z zestawem zimowym.
- System Split. Najczęstsze rozwiązanie do chłodzenia serwerowni, jednocześnie wszechstronne, niedrogie i ekonomiczne. Najmniejszą „serwerownią” autora artykułu jest szafa z włókna szklanego o wymiarach 2m1m0,4m, znajdująca się w pomieszczeniu informatyków. Oczywiście poza ścianką działową w domu nie można było niczego tam umieścić.
Większość szefów organizacji wciąż rozumie stopień ryzyka utraty danych na serwerach i kupuje japońskie klimatyzatory do serwerowni. Chociaż główny trend na rynku rosyjskim, polegający na obniżaniu średniego kosztu klimatyzatorów, również tutaj zaczyna się przejawiać.
Do serwerowni lepiej jest zainstalować klimatyzator półprzemysłowy z zestawem zimowym, ponieważ w półprzemysłowym, nawet przy niewielkich parametrach 9000-12000 BTU, zawsze istnieje zwiększony margines bezpieczeństwa: bardziej niezawodny kompresor, większa powierzchnia wymienników ciepła, więcej funkcji ochronnych.
- Zapewnij zimową wentylację . Jeden z wariantów free coolingu. Istotą systemu jest zamontowanie zespołu zasilającego skład, a przepustnice sterujące kontrolują przepływ zimnego powietrza z ulicy. Zwykle w połączeniu z systemem dzielonym (do pracy latem). Główną zaletą jest to, że zimna temperatura na zewnątrz zastępuje klimatyzację zimą, oszczędzając energię elektryczną i system split. Minus – instalacja nie wszędzie jest możliwa. Systemy te są często używane na przykład na stacjach bazowych telefonii komórkowej.
Kalkulacja klimatyzacji serwerowni.
Widziałem sytuacje, w których moc klimatyzatora do serwerowni była dobierana na podstawie powierzchni pomieszczenia, na przykład w mieszkaniu. Z przewidywalnym wynikiem. Oczywiście kalkulacja klimatyzacji serwerowni musi opierać się na zyskach cieplnych urządzeń. Idealnie musisz znać wpisy dla każdego serwera/szafy. Ale często nie jest to wskazane w dokumentacji. Najprościej więc obliczyć moc zasilaczy serwera, a przynajmniej moc zasilaczy bezprzerwowych. Otrzymasz liczby z marginesem, ale to lepsze niż wybór klimatyzatora serwerowego o gorszej wydajności.
Następnym wyborem jest lokalizacja jednostki wewnętrznej. Gdy ciepło z szafek wzrośnie, może być natychmiast wyeliminowane przez jednostkę wewnętrzną, sufitową lub kasetonową. Istnieje jednak niebezpieczeństwo, że jeśli instalacja lub konserwacja będzie niesprawiedliwa, odpływ może płynąć z jednostki wewnętrznej. Dlatego też jednostka klimatyzacyjna serwera nie może znajdować się bezpośrednio nad serwerem lub jakimkolwiek urządzeniem elektrycznym. Najlepiej, gdy urządzenie jest ustawione nieco z boku, a chłodne powietrze jest wdmuchiwane bezpośrednio do urządzenia.
Problemy z klimatyzatorem w zimie.
- Zamrażanie oleju sprężarkowego. Nawet zużyte oleje poliestrowe z freonem R410A krzepną w niskich temperaturach, zimą pogarszają się lepkość kinetyczna i właściwości smarne. Tak więc przy rozruchu sprężarka zaczyna pracować „na sucho”, następuje wzrost prądu, wzrost tarcia części sprężarki, w najgorszym przypadku sprężarka może się po prostu zablokować.
- Olej kompresorowy jest wchłaniany freonem. Im dłużej klimatyzator jest wyłączony, tym więcej freonu rozpuszcza się w oleju. Podczas rozruchu freon w sprężarce wrze i wraz z cząsteczkami oleju trafia do rurociągu. Możliwa jest sytuacja, w której ilość oleju, która dostała się do linii będzie tak duża, że sprężarka będzie musiała pracować na sucho.
- W systemach typu split On-Off, najpopularniejszych klimatyzatorach serwerowych, wentylator zewnętrzny stale pracuje z pełną prędkością. W rezultacie, nawet przy zerowych temperaturach zewnętrznych, wydajność klimatyzacji serwerowej spada o 30-40%. A przy ujemnych temperaturach zużycie freonu spadnie tak bardzo, że sprężarka może się przegrzać, a zimą wydajność chłodnicza klimatyzatora spadnie do minimum.
- Często w systemach dzielonych drenaż jest kierowany na ulicę, a nie do wewnętrznego systemu kanalizacyjnego. W konsekwencji, gdy klimatyzator pracuje zimą, nieogrzewana rura odpływowa po prostu zamarza i woda będzie wypływać z jednostki wewnętrznej.
Aby uniknąć wszystkich tych problemów, gdy klimatyzator pracuje w zimie, zainstaluj
Zimowy zestaw klimatyzacyjny.
W skład standardowego zimowego zestawu klimatyzatora wchodzą trzy elementy:
Przewód grzejny skrzyni korbowej sprężarki … Standardowo jego długość wynosi 0,5m, a moc 30-50W. Zainstalowany na spodzie sprężarki, najlepiej na szorstkiej krawędzi oleju i freonu, aby zminimalizować mieszanie. Częstym błędem jest podłączenie tej grzałki do listwy zaciskowej zasilania sprężarki. Problem w tym, że ogrzewanie włączy się tylko w momencie startu sprężarki, czyli gdy jest bezużyteczna. Dlatego ogrzewanie sprężarki musi być podłączone do oddzielnej linii 220V i stale zasilane.
Niektórzy japońscy producenci piszą w katalogach, że w ich sprężarkach olej jest stale podgrzewany przez uzwojenia stojana. Jednak sami nadal instalują konwencjonalne grzejniki taśmowe we wszystkich tych urządzeniach, co wydaje się być wskazówką.
Opróżnij przewód grzejny. Umieszcza się go w rurce odpływowej (w przypadku usunięcia odpływu).
Jest to jednostka elektroniczna włączona w odcięcie zasilania wentylatora jednostki zewnętrznej. Jego celem jest utrzymanie stałej temperatury skraplania poprzez regulację prędkości wentylatora od 0 do 100%, w zależności od odczytów z własnego czujnika temperatury, zwykle montowanego w środku skraplacza.
Istnieją bardziej wyrafinowane sterowniki skraplania, na przykład z regulowaną przez użytkownika temperaturą lub regulacją nie temperatury, ale ciśnienia skraplania. Jednak ze względu na wysoką cenę nie są powszechnie stosowane.
Ten zestaw klimatyzatorów zimowych jest umieszczany w modelach On-Off, najczęściej ze względu na ich niski koszt. Ale w ostatnich latach
Klimatyzacja inwerterowa w serwerowni.
Główną różnicą pomiędzy klimatyzatorami inwerterowymi jest płynne sterowanie prędkością sprężarki. Jednocześnie wentylator jednostki zewnętrznej może być wspólny, nieregulowany. Dlatego przy wyborze klimatyzatora zimowego należy koniecznie sprawdzić ten niuans.
Zalety klimatyzatorów inwerterowych są niezaprzeczalne: mniejsze zużycie energii, brak prądów szczytowych, wyższa wydajność (w trybie obciążenia częściowego), wyższa wydajność szczytowa, dokładniejsza kontrola temperatury.
Głównym argumentem przeciwników klimatyzatorów inwerterowych w serwerowniach jest ich złożoność techniczna i potencjalnie mniejsza niezawodność.
Nie sposób nie zgodzić się z pierwszym zarzutem, ale dlaczego należy to traktować jako minus? Więcej funkcji sterujących, sprzężenie zwrotne z wszelkiego rodzaju czujnikami dostosowującymi system do zmian w otoczeniu zewnętrznym – to tylko zalety.
To prawda, że wzrost liczby elementów systemu potencjalnie zwiększa ryzyko. Ale technologie napędowe zostały opracowane dawno temu i od poważnych producentów są nie mniej niezawodne niż przestarzałe systemy On-Off. Nawet pierwsze systemy wielostrefowe ze sprężarkami inwerterowymi są w dobrym stanie od 15 lat. I od tego czasu technologie rosły jakościowo, nie wspominając o zgromadzonym doświadczeniu i eliminacji „choroby dziecięcej”. Na przykład w Mitsubishi Heavy liczba awarii sprężarek w serii KX4 spadła 10 razy w porównaniu z serią KX2!
Klimatyzatory inwerterowe w serwerowni mogą mieć indywidualne problemy z funkcjami zabezpieczającymi.
Niektóre zabezpieczenia, np. niemożność włączenia systemu przy temperaturach poniżej -15 / -20C (według czujnika temperatury zewnętrznej), można modyfikować lub „omijać” bezpośrednio w instalacji.
Kolejna część funkcji ochronnych jest trudna do odłączenia w normalnych warunkach, np. ochrona oparta na czujniku niskiego ciśnienia lub temperaturze parownika. Jeśli temperatury poniżej -35°C nie są rzadkością w regionie, w którym zainstalowany jest klimatyzator serwerowy, najlepiej nie ryzykować serwerowni i w skrajnych przypadkach wybrać opcję klimatyzacji precyzyjnej ze zdalnym skraplaczem lub nawiewem , zainstaluj zewnętrzną jednostkę systemu dzielonego w pomieszczeniu (drabina, strych…) …
Zresztą japońscy producenci zaczęli już wycofywać z produkcji On-Off serię układów dzielonych, np. Mitsubishi Heavy Industries od kilku lat produkuje wyłącznie falowniki półprzemysłowe. Dlatego nawet przeciwnicy przejścia na klimatyzatory inwerterowe w serwerowniach nie mają alternatywy, nawet za dwa, trzy lata.
Co eksperci od klimatyzacji ignorują.
- Wszystkie wartości wydajności chłodniczej w instrukcjach serwisowych podane są dla parametrów wewnętrznych: temperatura 27°C, wilgotność 50%. Jednak w serwerowniach klimatyzatory pracują w celu utrzymania stałej temperatury od 18 do 20 ° C. W tej temperaturze pozorna wydajność chłodnicza urządzenia spada o 20-30%.
Aby uniknąć problemów z niedoborem zimna, należy wziąć pod uwagę pozorną wydajność w temperaturze 18°C.
- Jednostka wewnętrzna jest obliczona przez producenta na temperaturę 27 st. C. Przy doprowadzeniu do parownika tylko 18 st. C istnieje możliwość niepełnego odparowania freonu. Klimatyzatory typu On-Off z kapilarami są szczególnie zagrożone zimą, ryzyko to jest mniejsze w przypadku falowników z EEV. Niedostateczne odparowanie freonu spowoduje powrót czynnika chłodniczego do sprężarki w fazie ciekłej i awarię sprężarki. Uważa się, że „praca na mokro” powinna tłumić akumulatory przed sprężarką, ale w praktyce nie zawsze pomaga.
Aby uniknąć pracy na mokro i zalania sprężarki, możliwe jest zainstalowanie jednostki wewnętrznej o większym rozmiarze niż jednostka zewnętrzna. Na przykład jednostka wewnętrzna to 9000 BTU, a jednostka zewnętrzna to 7000 BTU.
- Gdy klimatyzator pracuje w celu schłodzenia pomieszczenia, wilgoć jest stale usuwana z powietrza. Jeśli serwerownia jest czysto technologiczna i nie ma wentylacji, wilgotność powietrza może spaść do 30%. Jednocześnie dramatycznie wzrasta ryzyko uszkodzenia sprzętu elektronicznego przez elektryczność statyczną. Najbardziej wrażliwe na ten problem są automatyczne centrale telefoniczne oraz duże centra danych, w których zaleca się utrzymywanie wilgotności względnej na poziomie co najmniej 50-60%.
Jeżeli serwerownia wyposażona jest w sprzęt elektroniczny wrażliwy na wyładowania elektrostatyczne, należy zapewnić system nawilżania.
Co przeoczają specjaliści IT.
- Obrót klimatyzatorów. Nawet najlepszy sprzęt może nagle zawieść. Na przykład z powodu ukrytych wad instalacji, problemów z zasilaniem lub czynnikami ludzkimi. Aby zminimalizować ryzyko w trudnych serwerowniach (np. w bankach), zawsze instalowany jest dodatkowy klimatyzator serwerowy. Zazwyczaj instalowane są dwa klimatyzatory, z których każdy jest w stanie samodzielnie schłodzić serwerownię, ale pracują one naprzemiennie. W przypadku, gdy pierwszy klimatyzator nie jest odporny na zyski ciepła lub jest nawet uszkodzony, drugi włącza się automatycznie.
W klimatyzatorach Mitsubishi Heavy Industries funkcja obracania klimatyzatora jest zwykle obsługiwana przez przewodowy pilot zdalnego sterowania RC-EX1, który można podłączyć do wszystkich modeli półprzemysłowych, a także do naściennych inwerterów domowych.
Sterowanie rotacją klimatyzatorów innych marek może być zapewnione przez oddzielne urządzenie „jednostka rotacyjna klimatyzatora”. Uniwersalne bloki obrotowe dzielą się na dwie grupy:
1) Sterowanie odbywa się poprzez „przerwę fazową”. Przewód zasilający jest włożony do jednostki obrotowej, a następnie podłączony do klimatyzatora. Jednostka rotacyjna, zgodnie z sygnałami z czujników temperatury i przekaźnika czasowego, po prostu wyłącza lub przywraca ~220V w klimatyzatorze zapasowym. W związku z tym klimatyzator musi obsługiwać funkcję automatycznego restartu.
2) Bardziej eleganckim rozwiązaniem jest naśladowanie pilota na podczerwień klimatyzatora. Przed odbiornikiem podczerwieni jednostki wewnętrznej podłączone są kompaktowe diody podczerwieni, do których (przewodem lub kanałem radiowym) odbierane są polecenia z jednostki obrotowej. Normalnie dla danego systemu pokojowego symulowane są tylko sygnały włączania i wyłączania podczerwieni, odpowiednio tryb i parametry temperatury muszą być ustawione w pilocie.
W dużych serwerowniach takich klimatyzatorów może być więcej niż dwa i mogą one pracować w dowolnym cyklu, na przykład „pięć pracujących trzech części zamiennych”, a pracujące i zapasowe naprzemiennie w ciągu dnia.
- Zdalne monitorowanie. Nowoczesne klimatyzatory inwerterowe mogą łączyć się z Internetem w trybie dwukierunkowym, odbierać polecenia użytkownika oraz zgłaszać stan pracy i błędy.
Ekonomiczna opcja. Pilot przewodowy podłączany jest przez USB do komputera/serwera, instalowane jest oprogramowanie sterownika, a specjalista IT może monitorować stan klimatyzatora serwera i zarządzać ustawieniami. Dzięki temu poprzez zdalny pulpit może monitorować temperaturę w serwerowni z dowolnego miejsca. Takie możliwości zapewnia standardowo np. pilot przewodowy RC-EX1 w klimatyzatorach Mitsubishi Heavy.
Tablet lub smartfon. Do klimatyzatora serwerowego podłączony jest osobny moduł Wi-Fi, który komunikuje się ze zdalnym serwerem producenta i przekazuje dane o swojej pracy. Informatyk instaluje na swoim gadżecie specjalną aplikację (iOS lub Android) i może przeglądać logi pracy klimatyzatora serwera, zmieniać jego ustawienia (tryb pracy, temperatur), a także otrzymywać komunikaty o wypadkach i błędach.
Jeśli budynek posiada ujednolicony system zarządzania komunikacją inżynieryjną („Inteligentny Dom”), jego częścią mogą być również serwery klimatyzacji. Wszyscy japońscy producenci posiadają indywidualne adaptery w standardzie ModBus, KNX, EnOcean. Możliwe jest również podłączenie interfejsów LonWorks lub BACnet, ale cena problemu będzie o rząd wielkości wyższa.
W Mitsubishi Heavy Industries podłączenie do sieci BMS jest możliwe zarówno dla jednostek wewnętrznych systemów wielostrefowych, jak i dla indywidualnych systemów split, nie tylko typu półprzemysłowego, ale także inwerterowych jednostek ściennych serii domowych.
Również w dużych serwerowniach istnieje możliwość zorganizowania lokalnego serwera gromadzenia danych za pomocą protokołu SNMP; Na rynku dostępne są serwerowe jednostki rotacyjne wraz z ich obsługą.
W drugiej części przyjrzymy się bliżej klimatyzatorom precyzyjnym oraz wykorzystaniu wentylacji świeżego powietrza.
Wybór klimatyzatora do serwerowni to bardzo trudne i odpowiedzialne zadanie. Przy wyborze klimatyzatora do serwerowni należy wziąć pod uwagę kilka czynników, z których najważniejsze to niezawodność sprzętu i jego nieprzerwana praca w niskich temperaturach (do -30°C, a w niektórych przypadkach do -40°C) . Klimatyzacja serwerowni , podobnie jak klimatyzatory konwencjonalne, może być różnego typu: ścienna, kasetonowa, kanałowa, konsolowa). Wybór rodzaju klimatyzatora zależy od możliwości zainstalowania tego lub innego typu w swoim pokoju. Najpopularniejszymi klimatyzatorami do serwerowni są naścienne lub kasetonowe. Warunkiem koniecznym dla systemów split stosowanych w serwerowniach jest możliwość pracy w ekstremalnie niskich temperaturach. Możliwość tę uzyskuje się poprzez zainstalowanie w klimatyzacji zestawu zimowego, składającego się z regulatora ciśnienia skraplania, ogrzewania karteru sprężarki i ogrzewania spustu. Ponadto szczególną uwagę należy zwrócić na odpowiednio dobraną wydajność systemu split, warto wziąć pod uwagę nie tylko wielkość pomieszczenia i obecność zewnętrznych źródeł ciepła (okna, drzwi, witraże, oświetlenie itp.) , ale także moc zainstalowanego sprzętu. Ponadto należy przewidzieć możliwość rozbudowy i zwiększenia liczby urządzeń chłodniczych). Często w serwerowni stosowane są rotacyjne systemy klimatyzacyjne ze 100% redundancją, a w niektórych przypadkach nawet do 200%. Jest to niezbędne do prawidłowego funkcjonowania sprzętu, jeśli klimatyzator jest zepsuty. W końcu naprawa może zająć trochę czasu (skontaktuj się ze specjalistą z usługodawcy, ustal usterkę, zamów części zamienne i naprawę).
Rezerwacja klimatyzatorów w serwerowniach Pozwala również wydłużyć żywotność klimatyzatorów różnych klimatyzatorów. Nowoczesne jednostki rotacyjne pozwalają na regulację algorytmu pracy dwóch lub więcej klimatyzatorów: praca naprzemienna w określonym przedziale czasowym, praca równoczesna, ponadto w przypadku awarii jednego klimatyzatora rezerwa zaczyna pracować tak w sposób ciągły w sposób wymuszony. Możliwe jest również przesłanie do centrali sygnału błędu i jego wyświetlenie.
Najpopularniejsze klimatyzatory do serwerowni to modele naścienne o wydajności chłodniczej 5kW i większej, ze 100% redundancją i możliwością pracy w temperaturze powietrza zewnętrznego do -30°C.
W niektórych przypadkach stosowane są klimatyzatory precyzyjne. Są one zazwyczaj przeznaczone do dużych centrów danych, w których wymagane warunki to nie tylko temperatura pokojowa, ale także wymagana wilgotność.
Nasi eksperci pomogą Ci wybrać model, którego potrzebujesz.
