Прецизионные кондиционеры

К параметрам воздуха на входе в серверное оборудование предъявляются строгие требования в части температуры, влажности, запыленности. От этих параметров зависит безотказная и эффективная работа IT-оборудования.

Системы поддержания микроклимата предназначены для обеспечения постоянных требуемых параметров воздуха, таких как температура, влажность и состав воздуха внутри КЦОД.

К таким системам относятся:

-        система кондиционирования воздуха;

-        система увлажнения;

-        система вентиляции.

Система кондиционирования поддерживает температуру воздуха на входе в стойки в заданном техническим заданием диапазоне или же в рекомендуемых международными нормативами пределах для ЦОД.

Система кондиционирования воздуха является одной из важнейших систем для функционирования IT-оборудования. Поддержание требуемой температуры воздуха должно осуществляться непрерывно 24/7. Отказ любой единицы оборудования системы кондиционирования может быть фатальным для любого ЦОД.

Для того чтобы исключить негативное влияние отказов системы кондиционирования, при ее построении, как правило, применяются схемы резервирования оборудования N+1, 2N или другие по требованию Заказчика. Таким образом обеспечивается отказоустойчивость и непрерывная работа системы кондиционирования, то есть при выходе из строя любой единицы оборудования или элементов обвязки температурный режим в помещении КЦОД остается неизменным. Это позволяет осуществлять остановку оборудования для проведения плановых работ, для обслуживания, модернизации или ремонта.

Системы кондиционирования КЦОД могут быть как фреоновыми, так и «водяными».

Фреоновые системы, как правило, используются для охлаждения помещений с относительно небольшими тепловыделениями (приблизительно до 100 кВт). В этом случае тепло от нагретого воздуха внутри КЦОД через теплообменник кондиционера передается фреону, а снаружи контейнера фреон отдает полученное тепло наружному воздуху. В таких системах используются фреоны, не содержащие хлор и безопасные для озонового слоя.

«Водяные» системы используются в том случае, если мощность и плотность тепловыделений велика, так как «водяной» внутренний блок при одинаковых габаритах с фреоновым может утилизировать больше тепловыделений от IT-оборудования.

В «водяных» системах кондиционирования используется в качестве промежуточного холодоносителя незамерзающая жидкость — жидкость с температурой кристаллизации -30 °C, -40 °C или -65 °C в зависимости от района эксплуатации КЦОД. Использование специализированной жидкости обусловлено рядом её преимуществ относительно других антифризов, а именно:

·         наличие антикоррозионных присадок, обеспечивающих полную защиту металла от коррозии;

·         наличие присадок против вспенивания;

·         безопасность для людей - применяется в холодильных установках в пищевой промышленности;

·         низкая окисляемость;

·         большая теплоемкость и текучесть в сравнении с растворами этилен- и пропиленгликоля с аналогичными температурами начала кристаллизации — это позволяет уменьшить объем баков запаса холодоносителя и уменьшить мощность двигателей циркуляционных насосов.

Наружные блоки фреоновых и «водяных» систем могут быть размещены на специальных площадках, удобных для обслуживания, на крыше КЦОД, что позволяет значительно сократить занимаемую контейнерным центром обработки данных площадь.

Рисунок 1. Внешний вид КЦОД с установленной площадкой для наружных блоков кондиционеров.

Система кондиционирования может иметь функцию прямого или косвенного свободного охлаждения (т.н. «фрикулинга»).

Прямой фрикулинг подразумевает использование наружного воздуха для охлаждения помещения с оборудованием.

Непрямой или косвенный фрикулинг реализуется с использованием промежуточного холодоносителя. Его применение возможно в «водяных» системах холодоснабжения.

Система кондиционирования КЦОД может быть реализована на различном оборудовании в зависимости от плотности тепловой нагрузки, габаритов помещения, требований по наличию фрикулинга и т.п.

ТИПЫ ПРИМЕНЯЕМЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ

Внутрирядные кондиционеры.

Внутрирядные кондиционеры могут иметь ширину 300, 400 и 600 мм и глубину от 1000 до 1200 мм. Внутрирядные кондиционеры устанавливаются между стойками, максимально приближены к тепловой нагрузке и способны отвести значительные тепловыделения от стоек с IT-оборудованием. При использовании данного типа оборудования подача охлажденного воздуха производится равномерно по всей высоте холодного коридора, что позволяет минимизировать образование точек локального перегрева.

Рисунок 2. Внешний вид внутрирядных кондиционеров

Шкафные кондиционеры.

Шкафные кондиционеры применяются в том случае, если нагрузка на одну стойку невелика, требуется разделить доступ персонала в помещение с IT-оборудованием и инженерной инфраструктурой, а также в том случае, когда контейнер ограничен по длине.

Рисунок 3. Внешний вид шкафных кондиционеров

В зависимости от планировочного решения могут быть использованы шкафные кондиционеры с раздачей воздуха фронтально вперед, вниз под фальшпол, а также с вынесенными под фальшпол вентиляторами.

Моноблочные кондиционеры.

Моноблочные кондиционеры размещаются на стене КЦОД снаружи.

Рисунок 4. Внешний вид моноблочных кондиционеров

Моноблочные кондиционеры с функцией прямого фрикулинга (то есть охлаждение наружным воздухом) позволяют значительно снизить расходы на электроэнергию, но должны устанавливаться в местах, где нет явных атмосферных загрязнений, чтобы исключить попадание загрязненного воздуха в моноблочный кондиционер. В противном случае значительно возрастут затраты на обслуживание воздушных фильтров кондиционеров.

Кондиционеры подпотолочного и канального типа.

Такие кондиционеры используются в небольших КЦОД с низкой плотностью тепловыделений.

Рисунок 5. Внешний вид подпотолочных и канальных кондиционеров

При любом типе применяемого внутреннего оборудования в помещении КЦОД могут быть установлены перегородки для разделения нагретого и охлажденного воздуха. Это позволяет добиться высокой эффективности охлаждения воздуха, так как на вход кондиционеров поступает воздух с максимально высокой температурой.

По техническому заданию и требуемому времени автономной работы КЦОД с отключенными основными вводами электропитания рассчитывается, какая часть оборудования системы кондиционирования будет подключена к ИБП для отведения тепловыделений до момента запуска ДГУ.

Для принятия решения, о том, какое оборудование должно подключаться к ИБП, а также об общей расстановке кондиционеров в помещении КЦОД с учетом возможных отказов, выполняется моделирование воздушных потоков. Такое моделирование позволяет увидеть точки перегрева и скорректировать решение по размещению оборудования системы кондиционирования.

На Рисунке 6 показан промежуточный результат процесса моделирования отключения части кондиционеров вследствие отключения электропитания на основных вводах и переходе на работу КЦОД от ИБП.

Рисунок 6. Пример моделирования воздушных потоков от стоек и внутрирядных кондиицонеров для прогнозирования состояния КЦОД при отключении электропитания на 15 минут

Низкая влажность в серверном помещении создает условия для электростатического разряда, который может привести к выходу из строя серверного оборудования Заказчика.

Если в КЦОД планируется размещение оборудования, для которого строго определены границы влажности, то необходимо укомплектовывать контейнер системой увлажнения воздуха.

Увлажнение в КЦОД DATARK может быть реализовано с установкой:

    — увлажнителей, интегрированных в кондиционеры;

    — отдельностоящих увлажнителе с системой распределения воздуха.

По способу подвода воды к увлажнителям могут быть следующие варианты:

    — подвод воды от существующего водопровода;

    — автономная система увлажнения.

Автономная система увлажнения — это собственная разработка DATARK. Ее основная особенность заключается в том, что для увлажнения используется запас воды, расположенный в КЦОД, который может пополняться дренажной жидкостью от кондиционеров. Таким образом не требуется подвода внешних водопроводных систем.

Автономный увлажнитель состоит из двух контуров рециркуляции: воздушного и водяного. Воздушный контур рециркуляции нужен для того, чтобы забирать осушенный воздух из холодного коридора КЦОД, увлажнять и раздавать его обратно в холодный коридор.

Контур рециркуляции воды состоит из фильтров, насоса и ультрафиолетовой лампы и нужен для того, чтобы производить постоянную очистку и обеззараживание воды.

В качестве увлажнителя в автономной системе используется ультразвуковой парогенератор. Это позволяет значительно снизить расход энергии на увлажнение воздуха.

В традиционных электродных увлажнителях вода кипятится и испаряется, то есть электроэнергия расходуется на нагрев воды до 100 градусов и на фазовый переход вода-пар. Ультразвуковые парогенераторы производят мелкодисперсную водяную пыль, которая испаряется, используя энергию рециркуляционного воздуха. При этом процесс происходит при комнатной температуре, соответственно испарение осуществляется без кипячения. Таким образом, ультразвуковые парогенераторы оказываются намного экономичнее (потребление электроэнергии менее 200 Вт).

Для функционирования сайта мы собираем cookie, данные об IP-адресе и местоположении пользователей.

Я согласен