F08: Система охлаждения и вентиляции

Назначение

Системы охлаждения имеют важное значение для обеспечения работоспособности ЦОД. Основная задача состоит в выводе тепла, выделяемого активным оборудованием, и подвода охлажденного воздуха. Система вентиляции может служить для обеспечения естественного охлаждения коммуникационных помещений, а также обеспечивать возможность проведения работ в ЦОД и для быстрого вывода продуктов горения в случае чрезвычайных происшествий. Системы охлаждения могут различаться по следующим характеристикам:

•По типу: Естественное охлаждение, классические, сплит системы, прецизионные, стоечные и экзотические, такие как «Адиабатическое» охлаждение.

•По элементу охлаждения: Газовые (фреон) или водяные.

•По конструктивным особенностям: Напольные, потолочные, настенные или стоечные.

•По направлению воздушного потока: Наддув под фальшпол, прямого надува в машинный зал, или подача непосредственно в стойку.

Кроме этого, при проектировании систем охлаждения необходимо определиться со схемой размещения стоек с активным оборудованием, схемой организации охлаждения и воздушных потоков. В качестве схем охлаждения могут рассматриваться следующие схемы:

•Охлаждение всего помещения

•Схема «Горячего» коридора

•Схема «Холодного» коридора

•Охлаждение стоек

Общие требования

При проектировании систем охлаждения и вентиляции следует учитывать рекомендации ASHRAE 90.4 (Американская Ассоциация инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха). Со стороны ИТ предъявляются следующие требования и рекомендации:

•Обеспечение охлаждения серверной комнаты

•Обеспечение вентиляции серверной комнаты

•Обеспечение вентиляции коммутационной комнаты

•Определение местоположения элементов системы

•Произвести расчеты и определить схемы включения и мощности.

•Обеспечить питание систем охлаждения и вентиляции от основного и резервного источника питания.

•Подготовить проект и чертежи по системе охлаждения и вентиляции

•Кто и как проводит установку систем

•Кто и как проводит сопровождение систем

Система охлаждения и вентиляции здания

Со стороны ИТ особых или специфических требований нет.

Система охлаждения и вентиляции помещения дата центра

Для помещения серверной комнаты (дата центра) со стороны ИТ предъявляются следующие требования. Рекомендуется:

•Независимая система охлаждения и вентиляции для серверной комнаты или дата центра.

•Для систем со большим тепловыделением использовать прецизионные системы охлаждения.

•Для систем со высоким тепловыделением создавать «холодные» или «горячие» коридоры и направляющие по отводу тепла.

•Для систем с высоким тепловыделением использовать «стоечные» системы охлаждения.

•Обеспечить резервирование систем охлаждения по схеме N +1 или N + N.

•Наличие системы мониторинга и контроля.

•Система принудительной вентиляции помещения серверной комнаты или дата центра.

•Управление системой из помещения серверной комнаты или дата центра.

Рекомендации ASHRAE вводят понятия категорий активного оборудования. Так для каждой категории рекомендуемое охлаждение:

•Категория оборудования А1 – макс. 32 °С

•Категория оборудования А2 – макс. 35 °С

•Категория оборудования А3 – макс. 40 °С

•Категория оборудования А4 – макс. 45 °С

Допускается для систем со слабым тепловыделением использование «сплит» систем и охлаждения всего помещения. Не рекомендуется использовать единую систему охлаждения здания и серверной комнаты.

Запрещается установку кондиционеров или его блоков над электрическими щитами, элементами СКС и ЛВС.

При расчете тепловыделения можно использовать следующие приближенные формулы и особенности:

•Мощность резервного блока питания не учитывается;

•Максимальная мощность тепловыделения устройства принимается как мощность блока питания;

•Рабочая мощность тепловыделения устройства принимается как 30% мощности блока питания;

•Для высоко нагруженных систем можно принимать как 60% мощности блока питания;

•Рабочая мощность тепловыделения ИБП принимается как 15% от мощности ИБП (имеется сложная и точная схема расчета) плюс 5% мощности активного оборудования;

Система охлаждения и вентиляции шкафов

Для шкафов с установленным активным оборудованием со стороны ИТ предъявляются следующие требования.

Рекомендуется:

•Соблюдать направление движения воздушного потока – холодный воздух подается спереди и горячий выводится с задней стороны стойки;

•Перед каждой стойкой устанавливать напольные решетки для холодного потока воздуха к стойке;

•Передняя и задняя дверцы стойки должны иметь отверстия для прохождения воздушного потока;

•Для коммуникационных шкафов, с пассивными элементами СКС или с одним двумя коммутаторами, разрешается использовать естественное охлаждение с установкой внутренних вентиляторов. Также допускается использование закрытых (стеклянных) входных дверей;

В целом по дата центру рекомендуется иметь температуру охлаждения порядка 20 °С плюс – минус два градуса, и влажность порядка 60%. По рекомендациям 2011 года допускается температура 26—29 °С. Повышение температуры позволяет использовать технологии «free cooling», уменьшать операционные расходы на электропотребление и т п.

Слишком низкие температуры в дата центре и низкой влажности, могут привести к появлению статического напряжения, а при высокой влажности к появлению конденсата. «Точки росы» – возникновение конденсата на элементах активного оборудования. Так для примера:

При 17 °С и влажности 70% – точка росы возникает при 12 °С;

При 22 °С и влажности 70% – точка росы возникает при 16 °С;

При 17 °С и влажности 40% – точка росы возникает при 4 °С;

При 22 °С и влажности 40% – точка росы возникает при 8 °С;

Слишком высокие температуры приводят к повышению уровня шума, перегреву оборудования, преждевременному износу и выходу его из строя.

Выбор температуры дата центра зависит от вас, но следует принять во внимание требования активного оборудования, запас «холодной» прочности, неравномерность охлаждения, комфортность проведения работ и т п.