Кондиционирование ЦОД

Кондиционирование центров обработки данных - одна из важнейшей подсистем инженерной инфраструктуры ЦОД. Поддержание требуемого уровня температуры и влажности в серверных помещениях, обеспечивает стабильную работу основного IT-оборудования.

Согласно американскому стандарту TIA 942, к воздушной среде в серверных помещениях ЦОД предъявляются следующие требования:

1. Температура: от 20°С до 25°С
2. Точки нормальной настройки: 22°С (72°F)
3. Контрольный диапазон отклонений ± 1°С (2°)
4. Относительная влажность: от 40% до 55%
5. Точки нормальной настройки:
6. 45% RH (relative humidity – относительная влажность)
7. Контрольный диапазон отклонений ± 5%

Технические решения по прецизионному кондиционированию ЦОД, разрабатываемые компанией Ayaks Engineering достаточно разнообразны и зависят от конкретных условий проекта.

Системы с непосредственным расширением (Direct eXpansion)

Наиболее популярное решение кондиционирования ЦОД с небольшими удельными тепловыми нагрузками. Системы построены на базе фреоновых прецизионных кондиционерах. Принцип работы основан на подаче во внутренний блок кондиционера жидкого фреона, который отдавая холод воздуху, параллельно расширяется и испаряется.
В свою очередь, прецизионные кондиционеры подразделяются по источнику получения холода:
DXA (DX + воздушный конденсатор): один фреоновый испаритель и выносной конденсатор воздушного охлаждения.
DXW (DX + конденсатор водяного охлаждения): один фреоновый испаритель и встроенный конденсатором водяного охлаждения. Вода охлаждается в сухой градирне.
DXA CW (DX + воздушный конденсатор + чиллер): 2 контура с двумя теплообменниками: на холодной воде от системы холодоснабжения (CW) и фреоновый испаритель (DX) с воздушным конденсатором.
DXW CW (DX + водяной конденсатор + чиллер) 2 контура с двумя теплообменниками: на холодной воде от системы холодоснабжения (CW) и фреоновый испаритель (DX) в сочетании с водяным конденсатором.
DXF (DX + свободное охлаждение): дополнительно к водяному испарителю устанавливается теплообменник «freecooling», при понижении температуры наружного воздуха, охлаждение происходит без включения компрессоров, что существенно экономит затраты на электроэнергию.

Преимущества DX систем:

• относительно низкая стоимость оборудования
• высокая надежность и срок службы

Недостатки DX систем:

• высокие эксплуатационные затраты
• повышенные требования к энергосистемам
• особые требования к помещению (высота потолков и т.п)

Каталог прецизионных кондиционеров Liebert

Ayaks Engineering предлагает системы кондиционирования на базе прецизионных кондиционеров ведущих мировых производителей Emerson (Liebert Hiross), Stulz, Weiss Klimatechnik.

Системы кондиционирования на холодоносителе (СW)

Традиционное решение систем охлаждения средних и крупных центров обработки данных. Охлаждение воздуха в теплообменнике кондиционера происходит за счет циркуляции в нем холодоносителя, охлажденного в чиллерах (холодильных машинах).

Преимущества СW систем:

• существенно более низкие эксплуатационные затраты (по сравнению с DX)
• гибкость

Недостатки СW систем:

• более сложное в инженерном отношении решение
• высокие капитальные затраты

Каталог чиллеров Geoclima

Системы охлаждения интегрированные в стойку

Замкнутый цикл охлаждения в стойке, позволяет снимать достаточно высокие тепловые нагрузки. Например, серверный шкаф Liebert XDFN включает: охлаждение, защиту электропитания, средства пожаротушения, аварийную вентиляцию и мониторинг.

Преимущества интегрированного охлаждения

• приближенность приборов охлаждения к тепловой нагрузке
• отсутствие необходимости в фальшполе

Недостатки интегрированного охлаждения

• высокая стоимость оборудования

Системы на основе роторного регенератора

Система охлаждения центра обработки данных (ЦОД) основанная на принципе теплообмена между наружным воздухом и воздухом циркулирующем в ЦОД. Уникальность системы заключается в том, что 95% времени в году охлаждение происходит без участия компрессоров. Это обеспечивает беспрецедентно высокий средний показатель холодопроизводительности COP до 13 (квт/квт). Среднегодовой же показатель составит не менее 7(квт/квт). Т.е. на каждый киловатт потребляемой электроэнергии в среднем в течение года данная установка вырабатывает 7 киловатт холода.

Даже у чиллерных систем с функцией свободного охлаждения (freecooling) этот показатель не больше 5. А по сравнению с прецизионными системами кондиционирования, основанными на принципе прямого расширения (DX), она эффективнее в 3,5 раза.

Более подробно в разделе Full freecooling system.

Преимущества

1. существенное снижение эксплуатационных затрат
2. капитальные затраты аналогичны с традиционными решениями
3. возможность использования высоконагруженных стоек до 50 кВт
4. отсутствие необходимости в фальшполе

Недостатки

1. новизна решения, отсутствие большой практики внедрения в России

Компания Ayaks Engineering является первопроходцем внедрения подобных систем.

Далее:

1. комфортное кондиционирование
2. прецизионное кондиционирование
3. инженерная инфраструктура ЦОД