Kühlung von Serverschränken. Klimatisierung und Kühlung von Schaltschränken Klimageräte für Serverschränke allwetter

Einer der Typen Industriegelände ist ein Serverraum, in dem sich wichtige technische Objekte befinden, die für die Kommunikation des Unternehmens mit der Außenwelt und seine Informationsbasis zuständig sind. Dazu gehören Computer, Server, Telekommunikationsgeräte und andere Elektronik. Alle diese Geräte emittieren große Menge Hitze, die, wenn sie nicht entfernt wird, Bedingungen schafft, die die normale Funktionsfähigkeit aller Geräte beeinträchtigen.

Darüber hinaus erfordert ein Serverraum unabhängig von seiner Größe die Einhaltung strenger Vorschriften bezüglich bestimmter Luftparameter (Feuchtigkeit, Staubentwicklung). Werden sie nicht ganzjährig gewartet, fallen teure elektronische Geräte aus. Daher ist die fachgerechte Klimatisierung von Serverräumen eine der ersten Aufgaben bei deren Einrichtung.

Ist es möglich, eine Split-Klimaanlage in einem Serverraum zu verwenden?

Welche Klimasysteme werden für diese Zwecke verwendet und wovon hängt diese Wahl ab?

In kleinen Räumen mit einer begrenzten Anzahl von Computergeräten werden am häufigsten Split-Systeme für Haushalte und halbindustrielle Anwendungen mit höherer Leistung installiert: Wand, Kanal und Säule (manchmal Decke). Zusätzlich wird bei Ausfall des Hauptklimasystems ein doppeltes Klimasystem in Form von 50 % oder 100 % Ersatz bereitgestellt. Dazu müssen wir Niedertemperatur-Kits für die Kühlung im Winter hinzufügen und viele weitere Elemente einführen, die die Ausfallwahrscheinlichkeit des gesamten Systems erhöhen.

Hauptnachteile

Ein paar weitere Nachteile bei der Klimatisierung von Serverräumen mit Split-Systemen sind:

• ungenaue Temperaturhaltung;
• übermäßige Entfeuchtung der Luft, durch die eine unnötige Elektrifizierung auftritt;
• Entstehung überschüssiger Staub(dies ist für Server sehr gefährlich) aufgrund eines schwachen Lüfters und eines ineffektiven Filtersystems;
• Abnahme des Wirkungsgrades aufgrund des Energieverbrauchs zur Kondensation freigesetzter Feuchtigkeit;
• schnelle Entwicklung einer Ressource mit Rund-um-die-Uhr- und Ganzjahresarbeit.

In einem Split-System ist der Betrieb mit einer solchen Last in der Regel nicht gegeben, daher ist die Kapazitätsgrenze nach einem Jahr bei 50% Redundanz und nach zwei Jahren bei 100% ausgeschöpft.

Vorteile von Präzisionsklimageräten für Serverräume

Als teurere, aber zugleich zuverlässigere Variante gilt die Installation von Präzisionsklimageräten in den Serverräumen, die als professionelle Klimageräte eingestuft werden. Sie gehören zu den Schrankgeräten und sind ideal für Räume, in denen es darauf ankommt, nicht nur die eingestellte Temperatur mit höchster Genauigkeit zu halten, sondern der Luft auch einen gewissen Feuchtigkeitsanteil zu geben.

Der Hauptteil von Präzisionsklimageräten für Serverräume hat im Vergleich zu halbindustriellen Splits solche Vorteile, wie zum Beispiel:

• präzise Temperaturkontrolle (+ 1 ° C) und Feuchtigkeitskontrolle (+ 2 ° C);
• ganzjähriger ununterbrochener Betrieb;
• Betrieb bei extremer Hitze und Frost;
• Kombination mit Versandleit- und Managementsystemen.

Einige Präzisions-Serverraumklimageräte können außerhalb des Gebäudes von +60 °C bis -60 °C betrieben werden.

Die Klassifizierung von Präzisionsinstrumenten ist sehr vielfältig und hängt von vielen Aspekten ab. Es gibt Modelle in Monoblock-Bauweise und als Split-System-Typ. Wenn wir die Kühlmethode berücksichtigen, gibt es Systeme mit der Verdampfung von Freon und Systeme mit Wasser- und Luftkühlung des Kondensators, mit Luftkühlung und einem Glykolkreislauf, mit einem doppelten Kühlsystem und andere.

Verfügen über berühmtes Unternehmen gibt es einen Präzisionsschrank mit energiesparender Betriebsweise, der durch freie Kühlung ohne Kältekreislauf und Einschalten von Kompressoren die Hälfte des Stroms weniger verbrauchen kann als andere.

Eine Standard-Präzisionsmaschine besteht aus einem Rahmen mit Automatisierung, Wärmetauschern, Filtern, Ventilatoren, Kältekreislaufelementen und Leistungselektrik. Von oben ist es mit Paneelen bedeckt, die es vor äußeren Einflüssen schützen. Wenn das Vorhandensein einer Außeneinheit vorgesehen ist, kann diese in Form einer Kompressor-Kondensatoreinheit oder eines externen luftgekühlten Kondensators ausgeführt werden.

Das Funktionsprinzip solcher Anlagen ist nicht sehr kompliziert:

• die Luft wird vom Gerät entweder aus dem Raum oder von außen angesaugt;
• kühlt innen ab;
• es wird der erforderliche Feuchtigkeitsgehalt angegeben;
• dann wird es nach draußen in den raum entlassen.

Der Lufteinlass kann von unten oder von oben erfolgen.

Auswahl einer Klimaanlage für einen Serverraum nach der Methode der Raumkühlung

Wie installiere ich eine Klimaanlage in einem Serverraum und nach welchen Parametern wird sie ausgewählt?

Abhängig von der Fläche des Serverraums, der Anzahl der Elektronik und deren Wärmeabgabe bieten Spezialisten 3 Kühlmöglichkeiten:

• das gesamte Gebiet im Allgemeinen;
• jede Serverreihe separat;
• jeden Serverschrank oder Rack einzeln.

Allgemeine Kühlung des Serverraums

Die erste Methode scheint recht effektiv zu sein – der Serverraum kann mit jedem Präzisionsgerät oder sogar einem halbindustriellen Split konditioniert werden. Die Abluft erfolgt entweder einfach in den Raum oder über eine Doppelbodenkonstruktion direkt an die Serverausstattung.

In dieser Situation gibt es jedoch viele Nachteile, von denen der Hauptgrund die ungleichmäßige Divergenz der gekühlten Luft ist. Durch die Vermischung von warmen und kalten Strömen kommt es zu einer Verringerung der Effizienz und einem Anstieg des Stromverbrauchs, um die erforderliche Temperatur zu normalisieren. Mit der allgemeinen Kühlmethode können nur kleine Räume gekühlt werden.

Zonenkühlung von Serverschränken mit Klimaanlage

Die Klimatisierung von Serverschränken in Reihen wird als sinnvoller angesehen, dh die Verarbeitung erfolgt zonenweise. Jede Einheit ist für die Kühlung eines bestimmten Bereichs mit Servern verantwortlich. Dies kann über einen speziellen Einbaukühler im Rack oder über einen Serverschrank mit integrierter Klimaanlage erfolgen. Der Vorteil ist, dass hier keine separaten Ventilatoren benötigt werden und die Energieeffizienz überhaupt nicht reduziert wird.

Die Rede ist von der Klimatisierung in Serverräumen und Rechenzentren mittels Inter-Row- oder In-Row-Klimaanlagen, die in ein bestehendes ACS eingebaut werden können. Sie versorgen die Server direkt mit Luft. Im Gegensatz zu Schrankgeräten wird die Strömung auf die Roste von Serverinstallationen oder in einen Kaltgang geblasen.

Eine effizientere Klimatisierung mehrerer Serverschränke und Racks erfolgt, wenn die Warm- und Kaltluftkorridore voneinander isoliert sind. Um eine maximale Wirkung zu erzielen, muss der Serverschrank mit Klimaanlage zudem komplett abgedichtet sein – nicht einmal der geringste Kälteverlust darf zugelassen werden.

Wenn Sie sich für einen eingebauten Kühler entscheiden, ist zusätzlich ein Verflüssigungssatz im Freien erforderlich.

Individuelle Klimatisierung von Schränken und Racks

Welche Art von Klimaanlage wird für ein separates Serverrack oder einen separaten Schrank benötigt? In der Regel verwenden sie zur individuellen Kühlung jeder Serverinstallation modulare Systeme oder Monoblock-Hochleistungskraftwerke. Sie können einfach an einer Serverschranktür oder an einer Wand montiert werden. Es sind Modelle für Rackmontage oder Oberschrankmontage erhältlich. Die erwärmte und gekühlte Luft bewegt sich in einem separaten Raum im Inneren, ohne nach draußen zu gehen.

Die Effizienz und Energieeffizienz einer Präzisionsklimaanlage für ein Serverrack sind sehr hoch und das Leistungspotential wird verlustfrei genutzt, daher gilt diese Art der Klimatisierung in Serverschränken als die rationellste.

Der Nachteil ist, dass der Preis dieser Art von Geräten viel höher ist als der der anderen oben beschriebenen Kühlgeräte. Die Notwendigkeit, eine modulare Klimaanlage in einem Rack zu installieren, tritt jedoch sehr selten und nur in großen Räumen mit leistungsstarken Geräten auf, die eine große Wärmemenge abgeben.

In Serverräumen sind dies immer sehr wichtige Phasen der Planungs- und Installationsarbeiten. Nur erfahrene Spezialisten können alles ohne Fehler und Materialverluste erledigen, da die beschriebene Art der Dienstleistung komplexe Engineering-Lösungen erfordert.

Telekommunikationsschränke 19'' ist fester Bestandteil von SCS in modernen Gewerbegebäuden und Rechenzentren (DPC). Schränke sind für die Platzierung von Gateways, Servern, Routern, unterbrechungsfreien Stromversorgungen oder Speichermedien erforderlich. Die übersichtliche Anordnung der Geräte erleichtert die Wartung, die Überwachung des Betriebs, die Aufrechterhaltung der erforderlichen Bedingungen oder den Austausch erheblich. Derzeit wird der internationale Standard für mechanische Strukturen für elektronische Geräte weit verbreitet - 19-Zoll-Konstruktionen nach IEC 297 (Format 482,6 mm)... Die meisten Geräte für Serverräume sind in einem 19-Zoll-Gehäuse untergebracht. Diese Größe hat sich zu einer Art Standard entwickelt, der das Platzieren von Geräten erleichtert Telekommunikationsschrank Eine solche Standardisierung erleichtert die Installation von Geräten erheblich, die ordentliche Platzierung im Schrank sorgt für Ordnung und Sauberkeit im Serverraum oder Rechenzentrum, ermöglicht den einfachen und schnellen Zugriff auf die benötigten Geräte, deren Diagnose, Neukonfiguration, Reparatur oder Austausch . Mit dieser Anordnung ist es sehr einfach, neue Blöcke hinzuzufügen. Telekommunikationsschrank ermöglicht Ihnen eine kompetente Wärmeableitung und minimiert zudem das Risiko mechanischer Schaden oder Beschädigung, da der Telekommunikationsschrank einen gewissen Sicherheitsspielraum hat und einen Schlag verkraften kann. Auf diese Weise Telekommunikationsschränke Ihnen zu ermöglichen, den zugewiesenen Bereich für Telekommunikationsräume effektiv zu nutzen: um eine große Anzahl von passiven und aktiven Geräten auf begrenztem Raum zu platzieren; Kabelströme verteilen; schützen Telekommunikationskabel, passive und aktive Geräte vor verschiedenen äußeren Einflüssen. Arten von Telekommunikationsschränken: Je nach Einbauort und Aufstellung lassen sich Schränke wie folgt einteilen:

Wandschränke werden für Verkabelungsinstallationen mit geringer Kabelverteilung verwendet. In unserem Shop können Sie Hängeschränke mit Höhen und Tiefen von 450, 600 mm kaufen. Ebenfalls zu sehen sind Telekommunikationsschränke mit zusätzlichem Fach, bei denen der Zugriff auf die im Schrank eingebauten Geräte von vier Seiten erfolgen kann 19-Zoll-Bodenschränke werden in nördlichen Gewerbebüros und in Rechenzentren installiert. An Standorten werden am häufigsten 42U-Schränke verwendet. Wir bieten Ihnen Racks mit einer Höhe von 22 HE, 27 HE, 32 HE, 35 HE, 37 HE, 42 HE, 48 HE. Es gibt zwei Arten von Standschränken im Store Telekommunikationsschrank Wir bieten TFC-Modelle an. Der Schrank hat ein ansprechendes Design und kann sowohl in Büro- als auch in Industrieräumen installiert werden. Zulässige Flächenlast - 500 kg. Für Rechenzentren bieten wir Ihnen Metal Box Telekommunikationsschränke an. Metallboxen sind so konzipiert, dass sie alle Anforderungen moderner Rechenzentren erfüllen. Das vielseitige Design der Schränke ermöglicht die Verwendung bei der Organisation eines isolierten Korridors. Metallbox-Schränke können leicht von einem 1-teiligen Schrank in einen 4-teiligen oder 2-teiligen Schrank mit zusätzlichen Trennböden und Türen (separat erhältlich) umgewandelt werden. Jeder Abschnitt ist mit einer einzelnen Tür mit Schloss ausgestattet. Die Partitionierung ist praktisch für das unabhängige Hosten von Servern in kommerziellen Rechenzentren. Die verstärkte Struktur ermöglicht die Installation von Geräten mit einem Gesamtgewicht von bis zu 1200 kg. Auswahl eines Telekommunikationsschranks ist seine Tiefe. Die Schranktiefe sollte ausreichen, um Geräte zu installieren und Kabel zu verlegen. Die Tiefe des Schrankes muss 150 mm größer sein als die Tiefe des zu montierenden Gerätes - dies ist in vermerkt StandardTIA / EIA-942... Bei der Konstruktion ist zu berücksichtigen, dass die Montageschienen nicht eng an der Tür anliegen, sondern in einem gewissen Abstand montiert werden Die im Laden präsentierten Schränke haben eine Tiefe von 600, 800, 1000, 1200 mm . Auch hier finden Sie 800 mm breite Telekommunikationsschränke. Diese Schränke sind mit vertikalen Führungen zum Verlegen von Kabeln, Kabeln usw. ausgestattet. Für die offene Platzierung von Netzwerk- und Telekommunikationsweichen, passiven und aktiven Standard 19 ""-Geräten können Sie Montagegestelle kaufen.

• Rittal Klimaanlagen sorgen für das nötige Mikroklima und den Schutz der in Schaltschränken verbauten Telekommunikationsgeräte.
• Dazu gehört die Kühlung sensibler Elektronik in Schaltschränken und Gehäusen der industriellen Prozesssteuerung sowie Server- und Netzwerkgeräteracks.
• All dies ist eine Komplettlösung auf Basis von Rittal Produkten.
• Eine perfekt integrierte und kontrollierte Kühlung ist ein umweltfreundliches und energieeffizientes Gerät.

• Die wandhängenden Kaltwassersätze von TopTherm sind ideal für die Tür- oder Seitenwandmontage.
• Sie sorgen für eine zentrale und wirtschaftliche Wasserkühlung und -versorgung, auch für Luft/Wasser-Wärmetauscher. Standardmäßig nanobeschichteter Kondensator.

Rittal Klimageräte – effiziente Gerätekühlung

Als führender Hersteller von Rechenzentrumsausrüstung setzt Rittal auf Systeme, die die Effizienz von Schlüsselkomponenten sicherstellen. Einer der Hauptfaktoren für den stabilen Betrieb von Informations- und Netzwerkgeräten ist die Aufrechterhaltung eines angemessenen Temperaturniveaus. Für diese Zwecke kommen Rittal Klimageräte zum Einsatz.

Kühlsysteme werden durch zwei Arten von Geräten dargestellt: wandmontierte und deckenmontierte Geräte, die sich im Installationsort in Bezug auf die Oberfläche des Geräteschranks unterscheiden. Schrankklimaanlagen können sowohl innen als auch außen montiert werden. Die Gesamtkühlleistung solcher Geräte variiert von 0,3 bis 4 kW.

Industrielle Kühlanlagen in Moskau

Kühlaggregate arbeiten durch Kühlen der Luft in einem geschlossenen Gehäuse. Dank des leistungsstarken Belüftungssystems wird der Luftstrom zirkuliert und zum Abkühlen gezwungen. Durch die maximale Entfernung der Einlass- und Auslassöffnungen entfällt die Kreuzung von warmen und gekühlten Strömen, was die Effizienz des Prozesses deutlich erhöht. Das Layout der Rittal Wandklimageräte präsentiert sich in mehreren Gehäusetypen, die Ihnen eine komfortable Installation der Geräte ermöglichen.

Besonders hervorzuheben ist das einzigartige Design des Kondensators. Da solche Kondensatoren eine erhebliche Menge an Luftmassen, die Staub- und Feuchtigkeitselemente enthalten, durch sich selbst hindurchgehen, sind sie einer erheblichen Verschmutzung ausgesetzt. Um dieses Phänomen zu minimieren, hat Rittal eine spezielle RiNano-Nanobeschichtung entwickelt, die dank ihrer Struktur wasser-, öl- und schmutzabweisend ist und so eine Oberflächenverunreinigung verhindert. Bei einer Geräteleistung von mehr als 1 kW wird die Abfuhr des anfallenden Kondensats durch den Einsatz eines elektrischen Verdampfers aktiviert.

Gekühlte Serverschränke

Schrankklimaanlagen sind einfach zu installieren und zu demontieren (falls Renovierungsarbeiten). Im Lieferumfang enthalten sind Befestigungselemente, die in den Löchern nach der mitgelieferten Schablone befestigt werden. Der Anschluss der Spannungsversorgung erfolgt über eine vorkonfektionierte Klemmleiste. Die mit dem Schrank eingebauten Klimageräte wirken harmonisch durch das ähnliche Korpusmaterial und die Farbe der Beschichtungen nach RAL 7035 Standard.

Effiziente und zuverlässige Rittal Klimageräte können aus dem mitgelieferten Katalog ausgewählt und sofort online bestellt werden.

Irgendwann wachsen manche Unternehmen so weit, dass ihre internen Informationssysteme nicht mehr in einen Serverschrank passen. Dann muss der Leiter der IT-Abteilung das Für und Wider abwägen und entscheiden, ob ein Serverraum gebaut werden soll oder nicht. Es kann mehrere Möglichkeiten geben: von der vollständigen Abschaffung der eigenen Kapazitäten und deren Verlagerung in die Cloud oder Colocation in einem großen Rechenzentrum bis hin zum Aufbau eines eigenen Mini- (oder nicht sehr Mini-) Rechenzentrums mit Blackjack.

Der Prozess der Berechnung, Planung und Errichtung eines Serverraums ist sehr anspruchsvoll und teuer. Schon in der Projektphase muss investiert werden, hier spart man übrigens Geld, wenn alle Vorgänge im Serverraum, vom Entwurf bis zum Bau, von einem Auftragnehmer ausgeführt werden. Der natürliche Wunsch des Unternehmensleiters in einer solchen Situation ist es, das Minimum zu erfüllen möglicher Betrag... Und jede Erhöhung der Projektkosten wird mit Feindseligkeit wahrgenommen. Bei solchen Scharmützeln wird oft vergessen, dass neben dem Bau der Anlage auch deren Inhalt folgt, der bei unsachgemäßer Gestaltung das Budget des Unternehmens für einen weiteren nicht vorhandenen Serverraum nach zwei bis drei Jahren aufzehren kann.

Der zweitgrößte Verbraucher von Ressourcen (in diesem Fall Strom und Verbrauchsmaterialien) im Serverraum ist das Kühlsystem. Es ist für niemanden neu, dass die "Kapazität" des Serverraum-Kühlsystems zumindest übereinstimmen und bestenfalls um einige zehn Prozent die Spitzenleistung aller im Serverraum installierten Geräte überschreiten sollte. Wir werden in diesem Artikel darüber sprechen, welche Art von Kühlsystemen und wie Sie beim Betrieb solcher Systeme sparen können.

Klassifizierung von Raumkühlsystemen

Kompressor-Klimaanlagen sind am vertrautesten zu bedienen und zu verstehen. In ihnen überträgt das Kältemittel (in der überwiegenden Mehrheit der Fälle Freon) Wärme vom Heizkörper des Innengeräts zum Außengerät, wo es Energie abgibt Umgebung... Lesen Sie mehr über das Funktionsprinzip der Klimaanlage. Dann gibt es flüssige und kombinierte Systeme, als Hauptkältemittel wird Wasser oder Ethylenglykol verwendet, und die Wahl des Kühlmittels hängt nicht nur von den Betriebsbedingungen, sondern auch von der Kühlmethode ab. Und die effektivste Lösung unter bestimmten Bedingungen sind natürlich Free-Cooling-Systeme. Dabei handelt es sich um äußerst präzise Geräte, die von Fall zu Fall fast von Grund auf neu entwickelt werden.

Es lohnt sich auch, auf die Klassifizierung "Formfaktor" zu achten. Dabei lassen sich die Systeme bedingt in zwei Typen unterteilen. Haushaltssysteme, an die wir alle bereits gewöhnt sind, werden normalerweise in Büros und Wohnungen an Wänden oder Decken hängend installiert, können aber auch als Kühlsysteme für spezielle Räume dienen. Und Präzisionssysteme, zu denen spezielle Klimaanlagen gehören, und natürlich alle Freecooling- und Fluidsysteme.

Innerhalb von Präzisionssystemen gibt es eine Systematisierung nach dem Wirkprinzip und nach der Methode, "Kälte" an "Verbraucher" zu liefern. Und wenn mit grundsätzlichen Unterschieden alles mehr oder weniger klar ist, dann gibt es sehr viele Möglichkeiten, Geräte direkt zu kühlen.

Unter den klassischen häufigen Fällen kann man herausgreifen kalter Raum mit installierten Racks sind hier auch Haushaltsklimageräte geeignet. Klassische Optionen Präzisionslösungen sind Geräte mit Inline-Kanälen, mit Kalt- und Warmgängen, bei denen die Regale in Reihen so angeordnet sind, dass die Kaltluft beispielsweise unter einem Doppelboden angesaugt wird. Sie geben die erwärmte Luft an die Gänge ab, wo sie gewaltsam abgeführt wird. Es gibt auch Optionen mit Luftkanälen zu jedem Rack, bei denen Luft jedem einzelnen Rack von oben oder unten zugeführt und dann auch aktiv angesaugt wird.

Es gibt etwas mehr als viele nicht-klassische Lösungen. Unnötig zu erwähnen, dass sie alle Präzision sind. Die meisten Lösungen sind Kombinationen der oben genannten Systeme, um die Effizienz zu verbessern und die Kosten zu senken. Dabei reicht die Bandbreite – von einzelnen Klimageräten für jeden Serverschrank bis hin zur Flüssigkeitskühlung jedes einzelnen Servers oder sogar eines Prozessors. Erwähnenswert sind auch die Systeme mit direktem Kontakt des Verbrauchers mit der Flüssigkeit. Dabei werden die Server komplett in Spezialöl getaucht. Das Öl ist geruchlos und leitet keinen Strom. Die Flüssigkeit zirkuliert ständig in den Gerätebecken und passiert die Kühler.

Strategie

Es lohnt sich, über die Notwendigkeit nachzudenken, einen Serverraum mehr als einmal zu bauen. Es besteht die Meinung, dass für Kapazitäten unter 5 kW kein dedizierter Serverraum benötigt wird. Normalerweise passt die gesamte Ausrüstung in einen 42-47-Einheiten-Rack-Schrank, und das Maximum, das noch benötigt wird, ist ein separates Einrahmen-Rack für das Kreuz. All dies kann vom "Admin" -Raum oder einem anderen Raum (Hauptsache nicht von der Buchhaltung) mit einer Glas- oder Gipskarton-Trennwand mit versiegelter Tür umzäunt, eine gekoppelte Haushaltsklimaanlage eingebaut und Bier getrunken werden .

Aber wir bauen einen Serverraum. Zunächst müssen wir uns entscheiden, welche Art von Kühlsystem wir verwenden werden, und es geht nicht nur um den Preis. Die Wahl der Kühlmethode hängt von vielen Faktoren ab: der Kapazität der Geräte, der Lage des Serverraums im Gebäude, der geografischen Lage des Gebäudes selbst und sogar der Vorliebe für bestimmte Arten von Kühlgeräten und der Kurzsichtigkeit der Chefs .

Es wird allgemein angenommen, dass eine Haushaltsklimaanlage für Systeme bis 10 kW ausreicht. Dies ist verständlich, da Haushalts-Split-Systeme mit höherer Leistung erstens in der Anschaffung ziemlich problematisch sind und zweitens ihre Kosten sich den Kosten von Präzisionsklimageräten ähnlicher Leistung nähern oder sogar übersteigen.

Die Lage des Serverraums im Gebäude bestimmt stark die Möglichkeit, das eine oder andere Kühlsystem zu installieren, Kommunikation, Luftkanäle für spezialisierte Systeme, einen Doppelboden zu installieren oder Turbinen zu installieren. Wenn die Deckenhöhe nicht ausreicht, ist es unmöglich, einen Doppelboden in der erforderlichen Tiefe anzuordnen, um dort die Luftkanäle zum Ausblasen und Lufteinlass des Präzisionssystems zu installieren. Die Lage in der Mitte des Gebäudes wird beim Verlegen von Luftkanälen, einer der Varianten des Free-Cooling-Systems, Probleme bereiten, und die Nähe zur Wirtschaftsabteilung wird den Bau des Serverraums aufgrund der " namzheshumit".

Der geografische Faktor spielt eine der Hauptrollen und macht der Möglichkeit der freien Kühlung oft ein Ende, wenn Sie sich beispielsweise in der tropischen Zone befinden. Deshalb lieben Bauherren Rechenzentren so sehr nördliche Regionen unseres Planeten, denn dort kann man überhaupt keine Klimaanlagen benutzen.

Darüber hinaus glauben einige Techniker sehr stark an die Anwendbarkeit eines Systems und die absolute Unzulässigkeit anderer Kühloptionen. Sie werden ruhig und selbstbewusst ihre Argumente beweisen, Argumente "für" finden und nach den Mängeln anderer Vorschläge suchen, von real bis mythisch.

Als Ergebnis entwerfen wir basierend auf der gewählten Strategie die Einrichtung des Serverraums selbst.

Kältestrategie für Wohnklimaanlagen

Sie sind Besitzer eines kleinen Serverparks, 2-3 Racks, die in einem separaten Raum stehen. Sie haben keine Aussicht auf eine reibungslose Kapazitätserhöhung und möchten sich entweder nicht darum kümmern oder haben (höchstwahrscheinlich) nicht das Budget für energieeffizientere und umweltfreundlichere Lösungen.

Entscheiden Sie zunächst, wie sich die Geräteracks in Ihrem Serverraum relativ zu den Klimaanlagen befinden. Die beste Option in Ihrem Fall wäre, die internen Module des Split-Systems gegenüber einer Reihe von Racks übereinander zu installieren, die auf die "Vorderseite" eines offenen Racks oder Schranks mit einer Gittertür ausgerichtet sind. Es ist sinnvoll, Geräte im Inneren des Racks mit der Seite zu installieren, von der aus die Luft zum Kühlen der internen Komponenten angesaugt wird. Einige Einschubgeräte können umgebaut oder sogar in einer Konstruktion hergestellt werden, bei der sie entweder Luft von der Vorderseite oder in eine der Seitenwände saugen oder abführen. Denken Sie beim Einkaufen daran.

Auch wenn die Erhöhung der Gesamtleistung nicht zu erwarten ist, lohnt es sich, zum Beispiel Klimaanlagen mit einer Leistungsreserve zu nehmen, die Spitzenverbrauchsverluste des "heißesten" Racks als Maximum zu nehmen und die Anzahl der Racks damit zu multiplizieren.
Die minimale Fehlertoleranz in dieser Strategie beträgt N + 1. In der Praxis sieht es aus wie zwei oder mehr Klimaanlagen gleicher Leistung, wobei „N“ Klimaanlagen unterstützen können Arbeitstemperatur im Serverraum während "+1" repariert oder gewartet wird. Am häufigsten werden in kleinen Serverräumen zwei Einheiten verwendet. Um die Lebensdauer beider Klimaanlagen zu verlängern, ist es notwendig, die Klimaanlagen-Drehvorrichtung zu verwenden. Das Gerät schaltet den Betrieb von einer Klimaanlage zu einer anderen zu bestimmten Zeiten um, überwacht deren Starts und überwacht die Leistung. Fällt eine der Klimaanlagen aus, sollte sie automatisch die "schlafende" zuschalten und den Verantwortlichen über das Problem informieren. Es ist zu beachten, dass nicht alle Modelle von Haushaltsklimaanlagen diese Funktion unterstützen.

Alles Server-Split-Systeme die in den Breitengraden unseres Landes installiert sind, müssen über ein sogenanntes "Winter-Kit" verfügen. Es ist ein Steuergerät, eine Verbesserung des Kühlers externer Block Klimaanlage und Pumpenkurbelgehäuseheizung. Funktioniert automatisch.

Abb. 1. Kühlung mit Haushaltsklimageräten.

Präzisions-Raumkühlsysteme

Präzisionsklimaanlage (hochpräzise) (oder andere Kältemaschine) - genau so konzipiert, dass sie mit den gegebenen Endparametern so effizient wie möglich in der Infrastruktur arbeitet. Mit anderen Worten, wenn wir „Präzisionsklimagerät“ sagen, meinen wir, dass der Raum, die Ausrüstung des Serverraums und die „Kühleinheit“ selbst im Projekt als eine Reihe von Technologien entwickelt wurden, die es ermöglichen, die Betriebsfähigkeit sicherzustellen, Sicherheit und Langlebigkeit von teuren Geräten auf die bestmögliche Weise.

Unnötig zu erwähnen, dass kundenspezifische Geräte teuer sind. Heilige Kriege werden zwischen Anhängern verschiedener Lager geführt. Einige argumentieren, dass für einen gewöhnlichen Serverraum eine gepaarte Industrieversion einer Haushaltsklimaanlage ausreicht, beispielsweise haben Daikin (FT- und FAQ-Serie) oder Mitsubishi (Heavy-Serie) eine solche. Bei der Auswahl dieser Option ist es wichtig, Nachteile wie lokale Stagnation von heißer Luft in Ecken oder in Rackeinheiten zu berücksichtigen, die nicht von aktiven Geräten belegt sind. Ein ebenso gefährlicher Faktor ist eine niedrige Luftfeuchtigkeit, denn eine Klimaanlage trocknet bekanntlich die Luft. Trockene Luft trägt zur Ansammlung statischer Elektrizität bei, das Vorhandensein von statischem Potenzial auf dünner Elektronik wirkt sich negativ auf den Betrieb von Chips aus und erhöht das Risiko ihrer Zerstörung durch eine Entladung. Natürlich, Großer Teil Faktoren eliminiert werden können, aber in den meisten Fällen ist es die Krückenproduktion. Zusätzliche Fans Luftbefeuchter sind Multiplikatoren für Fehler, Energiekosten und Wartung. Die Wartung des gleichen Luftbefeuchters ist übrigens nicht so teuer wie die Zeit. Benötigen Sie eine regelmäßige Reinigung und tägliches Auffüllen mit Wasser.

Auch für Präzisionsarbeiter läuft nicht alles rund. Zunächst einmal sind sie sehr groß: Freon-Klimageräte haben die Abmessungen von zwei oder drei Full-Size-Racks. Da die Feuchtigkeitsregelung eine der Hauptfunktionen einer spezialisierten Klimaanlage ist, müssen die Innengeräte mit Wasser versorgt werden, was für einige IT-Spezialisten völlig inakzeptabel ist. Kalte Luft aus solchen Einheiten wird den Racks durch Kanäle zugeführt, die entweder unter einem Doppelboden, der häufigsten und teuersten Option, oder unter der Decke ausgeführt werden, was bedeutet Hohe Decken und erlegt der Verlegung von Kabelverbindungen zusätzliche Beschränkungen auf. Die Kondensatoren-Kühler solcher Klimaanlagen haben eine anständige Größe, und die Frage stellt sich sofort bei ihrer Platzierung und Verrohrung vom Innengerät.

Wir sind mit den Minuspunkten fertig, kommen wir zu den Pluspunkten. Dazu gehören: hohe Leistung, Redundanz nur aktiver Komponenten der Klimaanlage (z. B. Luftkanäle, ich denke, es macht keinen Sinn zu reservieren), genaue Kontrolle über Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Möglichkeit einer detaillierten Überwachung. Die folgenden Vorteile sind die relative Einsparung, die garantierte Lieferung von Kaltluft an den Verbraucher, die Unterstützung Hohe Dichte Verbraucher pro Rack (dies ist eher die Regel, wenn das Rack leer ist, funktioniert es wirkungslos und wirkt sich auf das gesamte "Ökosystem" aus). Zwischen dem Anstieg der Klimatisierungskosten und der daraus resultierenden Energieeffizienz besteht ein nachvollziehbarer Zusammenhang.

Wie gesagt, das gebräuchlichste Präzisionsklimasystem ist ein Korridorsystem, bei dem Racks in Reihen angeordnet und so installiert werden, dass Luft aus kalten Korridoren (wo die Luft von der Klimaanlage zugeführt wird) angesaugt und in heiße Korridore (von wo Luft vom Lüftungssystem angesaugt wird). Der Luftkanal eines solchen Systems ist meistens ein Doppelboden. Die Paneele des Bodens selbst sind größtenteils massiv, die gesamte Kabelverbindung, wenn möglich, von unter dem Doppelboden wird auf die Decke übertragen, vor den Regalreihen im Boden sind Gitterpaneele angeordnet, aus denen gekühlte Luft nach vorne eintritt Seite des Regals. Bei einem solchen Gerät werden die Türen von Serverschränken an beiden Enden mit Maschen versehen oder gar nicht hergestellt. Anschließend wird die von den Servern erwärmte Luft in den heißen Korridor ausgeblasen, von wo sie vom System abgesaugt wird Zwangsbelüftung... Idealerweise sollte sich die Haube nach den Prinzipien der Thermodynamik oben im Warmgang befinden, aber dies wird oft in einem Doppelboden getan, um Platz über den Racks für die Verlegung der Kabelkommunikation zu sparen. Kalt- und Warmgänge sind seit relativ kurzer Zeit luftdicht durch Gemeinschaftsraum Serverraum. Dadurch konnten erhebliche Einsparungen bei der Ableitung wertvoller Kälte erzielt werden. In die freien Geräteräume der Schränke müssen unbedingt Stopfen eingebaut werden, da sich heiße Luft mit gekühlter Luft zu vermischen versucht. Dadurch kann die Kühleffizienz um das Eineinhalb- bis Zweifache gesteigert werden.

Reis. 2. System mit offene Gänge Verlust wertvoller Kaltluft ist offensichtlich.

Reis. 3. Effizienteres, isoliertes Korridorsystem.

Intel beispielsweise verfolgte die Idee, Geräte möglichst einfach und effizient zu kühlen, ging noch weiter und ließ sogar ein Rack mit Haube patentieren. Das Rack ist ein normaler 19-Zoll-Schrank, aber tiefer als Analoga und hat einen Luftkanal in der oberen Abdeckung, der in den Raum einer Zwischendecke mündet, aus der heiße Luft von Klimaanlagen abgesaugt wird. Das gesamte System, außer Klimaanlagen , ist absolut passiv, gleichzeitig aber laut Intel in der Lage, 32-kW-Geräte im Rack zu kühlen.

Unter Berücksichtigung des Klimas unseres Landes haben Präzisionsklimageräte ein weiteres großes Plus: Ihr Kreislauf kann durch Hinzufügen eines vollständigen oder teilweisen Flüssigkeitskreislaufs schmerzlos geändert werden. Unter Verwendung von Ethylenglykol als Kältemittel wird ein weiterer flüssigkeitsgekühlter Kreislauf parallel zum Klimaanlagenkreislauf aufgebaut, wodurch die Stromkosten, die Klimaanlagenwartung reduziert und deren Lebensdauer erhöht wird. Die Effizienz des Glykolkreislaufs setzt bereits bei Temperaturen unter +20 C ein, was auch im Sommer nachts in Russland keine Seltenheit ist.

Ein zusätzlicher Flüssigkeitskreislauf entspricht dem eines Freons und kann im Prinzip rund um die Uhr in der "heißen" Tageszeit arbeiten, den Kompressor und den Kondensator der Klimaanlage kühlen und bei sinkender Außentemperatur auf teilweise und vollständig umschalten Kühlung des internen Wärmetauschers.

Die führenden Hersteller von Präzisionskühlsystemen sind Schneider Electric, STULZ, Emerson Network Power, RC Group. Zu ihren Lösungen zählen fertige Kombisysteme.

Flüssigkeitssysteme

Der grundlegende Unterschied zwischen Flüssigkeitskühlung und Freonkühlung besteht nur darin, dass die Flüssigkeit im Kreislauf meistens den Phasenzustand nicht ändert, weshalb Wasser- und Glykolsysteme bei gleicher Systemleistung an Effizienz gegenüber Freonsystemen verlieren. Fluidsysteme haben jedoch unbestreitbare Vorteile wie Kapazität und Vielseitigkeit. In flüssigkeitsgekühlten Systemen kann die Kältemaschine entweder ein Dach- oder Hof-Gebläsekonvektor oder das gebäudeeigene Heizsystem sein. Die Flüssigkeit kann die Luft im Serverraum kühlen oder als Kältemittel für einen einzelnen Prozessor verwendet werden. Ein unbestreitbarer Vorteil Flüssigkeitsaufbereitung - dies ist eine fast unbegrenzte Streckenlänge, aufgrund des niedrigen Kältemittelpreises, für das System selbst ist dies nur ein Pluspunkt. Das Gefährlichste in dieser Situation ist das Auslaufen eines leitfähigen Mittels, aber das schreckt anscheinend niemanden mehr. IBM zeichnete sich in dieser Situation durch den Bau von SuperMUC aus, bei dem es aufgrund des Fehlens von Kühlern im Kühlsystem 40% Energieeinsparungen erzielte. Und Google verwendet in den meisten seiner Rechenzentren ein System seines eigenen Designs, das ein System von kalten und heißen Korridoren verwendet.

Bei einem anderen Flüssigkeitssystem wird der Server in ein spezielles Mineralöl getaucht. Öl ist ein Dielektrikum, daher gibt es keinen Kurzschluss. Was die Energieeffizienz angeht, so wird laut den Experten desselben Intels in diesem Fall 90% weniger Energie für das Kühlsystem aufgewendet, und auch der Energieverbrauch der Server selbst wird gesenkt. Racks für die Tauchkühlung sind beispielsweise bereits von CarnotJet erhältlich. Die Racks eignen sich zum Aufstellen beliebiger Server, nur müssen Sie zuerst alle Lüfter aus ihnen entfernen.

Reis. 4. Die flüssigste Kühlung

Ein weiterer Faktor für die Vielseitigkeit sind die vielen Möglichkeiten, das Kältemittel zu kühlen. Als Beispiel sei die SeaWater Air Conditioning (SWAC)-Technologie genannt, das Rechenzentrum von Google in Finnland wurde mit dieser Technologie gebaut. Aus dem Namen geht hervor, dass zur Kühlung des in das Rechenzentrum eintretenden Wassers ein Wärmetauscher mit kaltem Wasser aus den Tiefen des Meeres verwendet wird.

Das klassische Flüssigkeitskühlsystem fungiert als Vermittler zwischen der relativ hohen Temperatur im Inneren des Serverraums und dem Kühler, meist ein Trockenkühlturm und ein Chiller, draußen.

Ein Trockenkühlturm ist ein geschlossener Kühlkreislauf, bei dem Flüssigkeit in einen Kühler eintritt, der zwangsweise mit Luft geblasen wird. Es gibt auch Nasskühltürme, in denen gleichzeitig Wasser versprüht und ausgeblasen wird. In Betttürmen oder Fancoils wird das flüssige Kältemittel meist nur durch Abkühlung auf Lufttemperatur aufbereitet, während die Kühlung selbst im Wärmetauscher der Kältemaschine erfolgt.

Ein Chiller ist ein Kühlschrank, der mit Freon betrieben wird und die Flüssigkeit, die durch seinen Kühler fließt, auf die erforderliche Temperatur kühlt.

Für die klassische Flüssigkeitskonditionierung gelten die gleichen Regeln wie für Freonsysteme. Die im Verdampfer abgekühlte Luft durchströmt die Verbraucher und wird vom Kühlsystem selbst aus dem Serverraum abgeführt. Flüssige Systeme sind zwar vielseitiger und im Allgemeinen kostengünstiger als Freon-Systeme, ihre Effizienz ist jedoch geringer aufgrund von mehr Luft-Kühler-Flüssigkeit-Luft-Vermittler. Stimmen Sie zu, nicht das erfolgreichste Schema.

Zwischenhändler entfernen

Direkte Freikühlung ist die energieeffizienteste Art, Serverräume zu kühlen. Natürlich hängt seine Effizienz ganz von der Lufttemperatur „über Bord“ ab, aber einige Änderungen in der Standardisierung und verschiedene grüne Technologien bewegen Serverkühlsysteme nach und nach in diese Richtung.

Beginnen wir mit der Tatsache, dass der größte Standardisierer Engineering-Systeme, insbesondere Kühl- und Heizsysteme, ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) - die American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, hat seit 2004 die empfohlene Lufttemperatur für die Kühlung von Serverräumen von +22 bis +27 Grad C. Und im Jahr 2011 wurde die Norm geändert, indem zwei neue Geräteklassen für die Serverräume A3 und A4 geschichtet wurden, wobei der Temperaturbereich auf +40 und +45 Grad erhöht wurde. Serverhersteller stellen bereits solche Modelle her. Obwohl sie noch nicht weit verbreitet sind, setzen immer mehr Rechenzentrumsbauer auf grüne Technologien zur Kühlung.

Für Serverräume in unseren Breitengraden kann freie Kühlung ein, wenn nicht sogar ein kompletter Ersatz sein klassisches Modell Kühlung, dann eine ernsthafte Hilfe bei der Kühlung in der kalten Jahreszeit und reduziert auch die Leistung von Klimaanlagen.
Das größte Problem bei der direkten freien Kühlung ist die allgemeine Luftverschmutzung in Städten. Es kann vorkommen, dass die Anzahl, der Verbrauch der Filter und die Leistung der Ventilatoren zum Ausblasen alle Strom- und Stromeinsparungen zunichte machen. Dieses Problem wird durch Aufteilen der Kreisläufe und Einbringen eines Wärmetauschers zwischen ihnen auf Basis eines Rotationsrekuperators gelöst. In diesem Fall werden auch Filter benötigt, jedoch billiger und mit minimalem Luftwiderstand.

Ein weiteres großes Problem ist, dass es mit der Zusatzfunktion unseres Freecoolers nicht gut mit Heimsystemen und am besten mit Präzisionssystemen funktioniert.

Von den Profis: Bei direkter freier Kühlung besteht keine Gefahr der Übertrocknung der Luft im Serverraum, denn es findet ein ständiger Luftaustausch mit Außenumgebung... Andererseits entspricht die Luftfeuchtigkeit im Freien möglicherweise absolut nicht den akzeptierten Luftfeuchtigkeitsstandards für Serverräume, und hier kommt einer der Haupttrumpfkarten von Free-Cooling-Systemen zu Hilfe - die adiabatische Kühlung.

Es ist seit langem aufgefallen, dass die feuchte Luft in der Nähe von Gewässern immer kühler ist als auf den Ebenen weit entfernt, erinnern Sie sich zumindest an die Meeresbrise. Für die adiabatische Luftkühlung werden keine Redundanzsysteme oder komplexe technische Lösungen benötigt. Sie sind nach dem Prinzip der Nasskühltürme angeordnet, in den Kammern wird durch Düsen Wasser in die erwärmte Außenluft gesprüht, das verdampft und die Luft kühlt und befeuchtet. Dieses System senkt nicht nur effektiv die Temperatur der Außenluft, sondern erzeugt auch die notwendige Luftfeuchtigkeit. Es stimmt, in solchen Systemen erscheint ein neues Verbrauchsmaterial- Wasser. Daher führte ASHRAE zusammen mit PUE (Power Usage Effectiveness) einen neuen Begriff WUE (Water use Effectiveness (PDF)) ein. Wofür diese Parameter verantwortlich sind, denke ich, ist jedem klar.

Als markante Beispiele für die Implementierung solcher Systeme seien das eBay-Rechenzentrum „Mercury“ in Phoenix (USA) und Facebook in Prineville (USA) genannt.

Statt Schlussfolgerung

"Wie kann man also kleine Serverräume für ein paar Dutzend kVA kühlen?" - du fragst.
Die Antwort ist mehrdeutig. Für die meisten Leser ist eine Lösung aus zwei normalen Haushaltsklimageräten geeignet. Wer sein eigenes Management davon überzeugen kann, zu sparen und nachhaltige Innovationen einzuführen, bekommt viel Kopfzerbrechen und dann endlose Freude am Endergebnis.

Wie gesagt, eine konkrete Entscheidung hängt stark von den klimatischen Bedingungen einer bestimmten Region ab. Für die Wahrnehmung des Klimabildes nimmt man am besten historischer Hintergrundüber die Höchst- und Tiefstwerte von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der gesamten Geschichte der instrumentellen Beobachtungen in Ihrer Region oder Stadt sowie detaillierte Daten zu den heißesten Temperaturen für den letzten Jahren 10-20. Dies ist mehr als genug, um eine klare Strategie zu entwickeln.

Trotz aller Vorteile der freien Kühlung unter Bedingungen mittlere Spur, in 80 von 100 Fällen ist es höchstwahrscheinlich nicht möglich, auf einen Kompressor oder Flüssigkeitsaufbereiter zu verzichten. In dieser Hinsicht lautet die allgemeine Idee, einen „großen“ energieeffizienten Serverraum zu bauen, wie folgt:

• Dies ist ein Raum mit einem Präzisionskühlsystem. Der Raum verfügt über Doppelböden für die Kaltluftzufuhr, unterteilt in Kalt- und Warmgänge, die vom allgemeinen Serverraum isoliert sind, um einen klareren Wärmeaustausch zu gewährleisten.
• Meist arbeitet das System mit direkter freier Kühlung, bei steigender Außenlufttemperatur wird das adiabatische Kühlsystem zugeschaltet. Bei Überschreitung der zulässigen Feuchtetemperaturgrenzen wird ein Kompressor oder eine Flüssigkeitskühlung angeschlossen, d.h. Klimaanlage.

Die technisch und praktisch interessante Adiabatik wird hier aufgrund ihrer Spezifität nicht betrachtet, sondern erfordert eine subtilere Umsetzung. Im Hinblick auf die betrachtete Option liegt auf der Hand, dass die Energieeffizienz in Zukunft große Investitionen während der Bauphase erfordern wird.

Es ist zu beachten, dass ein solches System ohne eine angemessene und detaillierte Überwachung des Zustands nicht funktionieren kann. interne Umgebung... Überwachung der Temperatur in Kalt- und Warmgängen, Luftfeuchtigkeit innen und außen, Anwesenheit von Wasser im adiabatischen System, Kontrolle von Leckagen. Dafür gibt es Überwachungsgeräte, die Daten von verschiedenen Sensoren über Ethernet oder Wifi veröffentlichen können. Sie werden in Form von Platinen, Gehäuseprodukten und Produkten für den Einbau in Standard-19-Zoll-Racks präsentiert. Netping ist beispielsweise bereits mit einem eingebauten GSM-Modem mit SMS-Modul ausgestattet, das nicht nur kritische Einheiten über die Kühlsystem über signifikante Parameteränderungen oder das Auslösen eines Sensors Sie persönlich.

Darüber hinaus sind all diese Daten nicht nur möglich, sondern müssen auch in ein globales Überwachungssystem eingegeben werden, zum Beispiel Zabbix, wo Grafiken und Proben verwendet werden können, um die Temperaturkarte des Serverraums zu analysieren, Veränderungen innerhalb des Servers zu korrelieren Zimmer und draußen. Automatisieren Sie die Erstellung von Incidents basierend auf einer Sammlung von Metriken, anstatt nur einer.

All dies ermöglicht es Ihnen, das Kühlsystem wieder aufzubauen maximale Effizienz und seinen Zusammenbruch verhindern.
Leider ist es in einem kleinen Artikel unmöglich, das Thema Kühlung des Serverraums gründlich aufzuarbeiten. Einerseits mag Free Cooling eine Lösung für alle sein, aber tatsächlich ist es ein ziemlich riskantes Unterfangen. Die Geschichte kennt eine ganze Reihe epischer Situationen, in denen ganze Rechenzentren aufgrund von Konstruktionsfehlern und unzureichender Detailgenauigkeit außer Betrieb genommen wurden. Die beste, wenn auch teurere Lösung ist eine Lösung, die die Duplizierung von Standardkühlsystemen mit alternativen Systemen beinhaltet.
Große Rechenzentren für Sie und unaufhörlicher Lärm in den Serverräumen.