Главная → Статьи → Кондиционер для серверной: как выбрать систему охлаждения
Анбик

Кондиционер для серверной: как выбрать систему охлаждения

Серверная отличается от обычного офисного помещения прежде всего характером тепловой нагрузки. Серверы, системы хранения, коммутаторы, источники бесперебойного питания и другое оборудование выделяют тепло непрерывно, а остановка охлаждения даже на сравнительно короткое время способна быстро привести к росту температуры на входе в оборудование.

Поэтому систему кондиционирования серверной выбирают не по площади комнаты, а по фактической тепловой нагрузке, требуемой надежности, режиму работы 24/7, организации воздушных потоков и условиям эксплуатации. Для небольшого помещения иногда достаточно правильно подобранной сплит-системы с резервом и зимним комплектом, а для критичных, высоконагруженных и высокоплотных серверных применяют прецизионные или внутрирядные системы.

Содержание

Почему серверной требуется отдельное охлаждение

Практически вся электрическая мощность, потребляемая ИТ-оборудованием внутри помещения, в итоге превращается в тепло. Если серверы и сетевое оборудование суммарно потребляют 8 кВт, то система охлаждения должна отвести примерно такой же тепловой поток только от ИТ-нагрузки — без учета UPS, освещения, людей, теплопритоков через стены и окна и потерь самой инженерной инфраструктуры.

Серверная также отличается непрерывным режимом работы. Оборудование может функционировать круглосуточно и круглогодично, поэтому кондиционер должен сохранять работоспособность при наружных температурах, характерных для региона, и быть рассчитан на длительную непрерывную эксплуатацию.

Температура и влажность в серверной

Для серверных важно контролировать не просто температуру воздуха в помещении, а температуру воздуха на входе в ИТ-оборудование. В рекомендациях ASHRAE для типовых классов A1–A4 широко используется рекомендуемый диапазон температуры воздуха на входе примерно 18–27 °C. При этом допустимые границы зависят от класса оборудования, а требования по влажности задаются не одной фиксированной цифрой, а сочетанием относительной влажности и точки росы.

Практически это означает, что проектировать серверную по правилу «всегда держать 20 °C и 50% влажности» не следует. Необходимо учитывать класс оборудования и требования производителя. Слишком высокая влажность увеличивает риск конденсации, а слишком низкая способствует накоплению статического электричества.

Температурные датчики лучше устанавливать в зоне входа холодного воздуха в стойки, а не только под потолком или возле внутреннего блока кондиционера.

Как определить тепловую нагрузку

Мощность кондиционирования рассчитывают по суммарным теплопритокам. В расчет включают:

  • потребляемую мощность серверов и систем хранения;
  • коммутаторы, маршрутизаторы и другое сетевое оборудование;
  • тепловыделение UPS и систем электропитания;
  • освещение;
  • людей, если персонал регулярно работает в помещении;
  • теплопритоки через стены, потолок, двери и окна;
  • солнечную нагрузку при наличии наружных ограждений;
  • резерв под планируемое расширение ИТ-инфраструктуры.

Расчет только по площади помещения, как для обычного офиса, для серверной недостаточен. Основная величина здесь — фактическая или расчетная электрическая нагрузка ИТ-оборудования.

Также необходимо учитывать характеристики кондиционера при реальных наружных температурах: паспортная холодопроизводительность может меняться в зависимости от режима и условий эксплуатации.

Можно ли использовать обычную сплит-систему

Исходная статья справедливо обращает внимание на ограничения бытовых и офисных сплит-систем, однако полностью исключать их для серверных было бы слишком категорично.

Сплит-система может применяться в небольшой серверной или аппаратной, если:

  • ее холодопроизводительность рассчитана по фактической тепловой нагрузке;
  • модель допускает продолжительную работу в режиме охлаждения;
  • предусмотрена работа зимой при расчетной наружной температуре;
  • есть резервный кондиционер или допустимый сценарий отказа;
  • температура контролируется отдельной системой мониторинга;
  • воздушный поток организован так, чтобы холодный воздух поступал к входам серверов.

Ограничения сплит-систем связаны с тем, что они проектируются прежде всего для комфорта людей, а не для точного поддержания микроклимата при постоянной высокой явной тепловой нагрузке. Многие модели не управляют влажностью в требуемом диапазоне, имеют ограничения по наружной температуре и хуже приспособлены к резервированию и централизованному мониторингу.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры предназначены для помещений с технологическим оборудованием, где требуется стабильный микроклимат и непрерывная эксплуатация. В серверных они применяются благодаря высокой доле явной холодопроизводительности, точному управлению температурой, возможности интеграции в диспетчеризацию и работе в схемах резервирования.

Для критичной ИТ-инфраструктуры важна не только способность кондиционера охлаждать помещение при штатной работе, но и поведение системы при отказе одного блока, отключении внешнего питания, высокой наружной температуре или обслуживании оборудования.

Основные типы прецизионного охлаждения

1. Система прямого испарения с воздушным охлаждением конденсатора

Внутренний блок отводит тепло из серверной, а наружный конденсатор рассеивает его в атмосферу. Такой вариант удобен для существующих серверных, где нет центральной системы холодоснабжения.

2. Система на охлажденной воде

Внутренний блок получает холод от чиллера или другого источника охлажденной воды. Такое решение рационально в зданиях, где уже работает надежная централизованная система холодоснабжения.

3. Комбинированные и резервируемые схемы

На крупных объектах могут использоваться системы с несколькими источниками холода, фрикулингом, резервными контурами и автоматическим переключением. Конкретная схема определяется уровнем требуемой отказоустойчивости и инженерной инфраструктурой здания.

Внутрирядное охлаждение

Внутрирядный кондиционер устанавливается непосредственно рядом с серверными стойками. Он забирает нагретый воздух вблизи источника тепла, охлаждает его и подает холодный воздух обратно в холодный коридор или непосредственно к фронту оборудования.

Такой подход особенно эффективен при высокой плотности тепловыделения на стойку, когда обычное охлаждение всего объема помещения приводит к смешению воздушных потоков и локальным зонам перегрева.

Внутрирядные блоки могут быть фреоновыми или водяными. Их применение требует корректной организации горячих и холодных зон.

Организация воздушных потоков

Даже мощный кондиционер не гарантирует нормальный температурный режим, если холодный и горячий воздух свободно смешиваются.

Для серверных применяют принцип холодных и горячих коридоров:

  • передние стороны серверных стоек ориентируют друг к другу и формируют холодный коридор;
  • нагретый воздух выходит через задние части оборудования в горячий коридор;
  • система кондиционирования должна забирать горячий воздух и возвращать охлажденный в холодную зону;
  • пустые юниты в стойках закрывают заглушками, чтобы уменьшить паразитный переток воздуха;
  • кабельные вводы и другие отверстия также желательно уплотнять.

На небольших объектах полноценное разделение коридоров может быть избыточным, но принцип «холодный воздух — к фронту оборудования, горячий — от тыла к возврату кондиционера» остается актуальным.

Вентиляция серверных шкафов

Вентиляторы и вентиляторные модули внутри 19-дюймового шкафа решают локальную задачу: уменьшают застой горячего воздуха и помогают передать тепло из шкафа в помещение.

Важно: вентиляторный модуль не является кондиционером. Он не выводит тепло за пределы серверной. Если шкаф рассеивает 2 кВт, вентиляторы могут улучшить циркуляцию, но эти 2 кВт все равно должны быть удалены системой кондиционирования помещения.

В закрытых шкафах также важно учитывать тип дверей. Перфорированные двери и правильно расположенные вентиляторы снижают аэродинамическое сопротивление и упрощают проход воздуха через оборудование.

Резервирование и круглогодичная работа

Если перегрев серверной приводит к остановке критичных сервисов, охлаждение должно проектироваться с учетом отказа оборудования. На практике применяют схемы резервирования, при которых отказ одного кондиционера не оставляет серверную без достаточного охлаждения.

Часто используют два кондиционера с чередованием ведущего и резервного блока либо схемы N+1 для более крупных систем. Автоматика должна не только переключать оборудование, но и передавать аварийный сигнал оператору.

Для наружных блоков обязательно проверяют минимальную температуру работы в режиме охлаждения. Наличие «зимнего комплекта» само по себе не гарантирует пригодность конкретной модели для расчетного климата — необходимо сверять паспорт производителя.

Контроль температуры и мониторинг

Система охлаждения должна дополняться мониторингом. Минимально полезно контролировать:

  • температуру воздуха на входе в серверные стойки;
  • температуру в верхней части шкафов;
  • состояние кондиционеров и вентиляторов;
  • аварийное превышение температуры;
  • наличие питания;
  • при необходимости — влажность и протечки.

Для крупных объектов показания передают в BMS/DCIM или отдельную систему диспетчеризации. Для небольших шкафов часть задач можно решить локальными термостатами и термодатчиками.

Оборудование «Анбик» для вентиляции шкафов

Компания «Анбик» не заменяет вентиляционными аксессуарами систему кондиционирования серверной, но в каталоге есть оборудование для правильной циркуляции воздуха внутри телекоммуникационных и серверных шкафов.

RC19 MV-400-4DT-9005 — вентиляторный модуль 19", 1U, 4 вентилятора с цифровым терморегулятором

Модуль предназначен для отвода нагретого воздуха из внутреннего пространства 19-дюймового шкафа. Производительность по карточке товара — до 600 м³/ч, предусмотрен выносной термодатчик и цифровое управление.

RC19 MV-DT-7035 — микропроцессорная контрольная панель с термостатом

Панель формата 1U позволяет управлять вентиляторами по сигналу выносного датчика температуры. Такой вариант полезен, когда нужно включать принудительную вентиляцию шкафа не постоянно, а по заданному температурному условию.

RC19 RFP-120 — решетка-фильтр для вентилятора 120×120 мм

Фильтр снижает попадание пыли на вентилятор и внутрь шкафа. Его необходимо регулярно обслуживать: загрязненный фильтр увеличивает сопротивление воздушному потоку и снижает эффективность вентиляции.

RC19 RP-18.6.8-GM.7035 — напольный серверный шкаф 18U 600×800 мм

Шкаф имеет технологическое место для установки потолочного вентиляторного модуля. При выборе закрытого шкафа необходимо заранее учитывать тепловыделение установленного оборудования и требуемый воздушный поток.

Полный ассортимент: вентиляторные модули и термостаты и напольные серверные шкафы.

Как выбрать систему охлаждения: пошагово

  1. Составьте перечень оборудования. Зафиксируйте текущую и планируемую электрическую мощность серверов, СХД, сетевых устройств и UPS.
  2. Рассчитайте теплопритоки. Добавьте освещение, людей, ограждающие конструкции и другие источники тепла.
  3. Определите допустимый микроклимат. Используйте требования производителей ИТ-оборудования и соответствующий класс ASHRAE.
  4. Оцените плотность нагрузки. Несколько киловатт в одной стойке требуют иной организации воздуха, чем та же мощность, равномерно распределенная по помещению.
  5. Выберите тип охлаждения. Сплит-система, прецизионный блок прямого испарения, chilled water или внутрирядное решение.
  6. Проверьте круглогодичную работу. Особенно минимальную наружную температуру в режиме охлаждения.
  7. Определите резервирование. Учитывайте последствия отказа одного кондиционера и время реакции персонала.
  8. Организуйте воздушные потоки. Исключите рециркуляцию горячего воздуха к входам серверов.
  9. Добавьте мониторинг. Датчики должны контролировать реальную температуру в зоне оборудования.
  10. Проверьте электропитание и аварийные сценарии. Кондиционирование, UPS и аварийная сигнализация должны рассматриваться совместно.

Типичные ошибки

  • подбирать кондиционер только по площади серверной;
  • считать паспортную мощность серверов без учета фактической и будущей нагрузки;
  • ставить один кондиционер без резервного сценария в критичной серверной;
  • использовать бытовую сплит-систему зимой без подтвержденного производителем режима;
  • измерять температуру только возле кондиционера, а не на входе в стойки;
  • смешивать холодный и горячий воздух из-за неправильной ориентации шкафов;
  • ожидать, что вентиляторные модули в шкафах заменят охлаждение помещения;
  • не обслуживать фильтры и теплообменники;
  • не учитывать отказ внешнего питания и автоматики;
  • переохлаждать серверную без необходимости, увеличивая энергозатраты и риск проблем с влажностью.

Заключение

Лучший кондиционер для серверной — не обязательно самый мощный или самый дорогой. Правильная система охлаждения должна соответствовать фактической тепловой нагрузке, работать круглогодично, обеспечивать нужный микроклимат на входе в ИТ-оборудование и сохранять достаточную производительность при отказе одного из элементов.

Для небольших некритичных помещений может быть оправдана промышленная или качественная сплит-система с зимним режимом и резервированием. Для критичных серверных, высокой плотности оборудования и повышенных требований к надежности предпочтительны прецизионные и внутрирядные решения.

Вентиляторные модули, термостаты и правильно подобранные серверные шкафы «Анбик» дополняют систему кондиционирования, улучшая циркуляцию воздуха непосредственно вокруг оборудования.