Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кондиционирование серверных помещений

Требования к серверной комнате предоставляются достаточно строгие, это касается как температуры воздуха, так и его влажности. При кондиционировании серверного помещения, температура в нём должна постоянно поддерживаться в пределах от +18 и +24 градусов, а влажность воздуха быть в районе 30-50%.

Есть также требования при кондиционировании и увлажнении серверных помещений, которые затрагивают такие показатели как: запыленность, атмосферное давление и скорость изменения влажности воздуха в комнате.

Требования к серверной комнате

Оборудование для кондиционирования и увлажнения серверных комнат должно обеспечивать круглогодичное поддержание оптимальной температуры и её влажности, а также соответствовать определённым параметрам.

Оборудование для кондиционирования серверных комнат

Если установка оборудования для кондиционирования и вентиляции производится в небольшом по площади серверном помещении, то допускается использовать подпотолочные и настенные кондиционеры для этого. В тоже время все кондиционеры для поддержания оптимальной температуры в серверной комнате должны работать в «связке», и при выходе из строя одного устройства, в автоматическом режиме должно подключаться второе.

Для создания более эффективной системы кондиционирования и вентиляции в больших по площади серверных помещениях, используются прецизионные шкафные кондиционеры, которые подают холодный воздух по специальным воздуховодам, подведённым к серверным стойкам с оборудованием.

Только таким образом получается создать эффективное охлаждение серверного оборудования во время его работы.

Кондиционер для серверной комнаты должен выбираться с учётом площади серверного помещения, а также с учётом тепловыделений работающего оборудования в нём. Монтаж систем кондиционирования для серверного оборудования, выполняется исключительно классифицированными мастерами, с большим опытом работы.

Микроклимат в ЦОД: стандарты и особенности их применения

Микроклимат в ЦОД: стандарты и особенности их применения

Даже далекие от ИТ люди в курсе, что вычислительная техника имеет неприятное свойство выделять при работе тепло. Это может стать проблемой даже на персональном ноутбуке, а любой дата-центр, под завязку набитый многопроцессорными серверами, хранилками и маршрутизаторами, оснащается охлаждающим оборудованием задолго до того, как в него установят первые серверы.
Как правильно спроектировать систему кондиционирования для ЦОДа? Это большой вопрос, и отвечать хотелось бы начать с требований и стандартов по охлаждению.

Почему ЦОД надо охлаждать?

Параметры микроклимата (температуру, влажность, подвижность воздуха) в ЦОД необходимо контролировать и регулировать по нескольким причинам.
1. Обеспечение возможности работы информационно-вычислительной техники (далее – ИВТ) в ЦОД. Огромное тепловыделение в ЦОДах обусловлено тем, что в данных помещениях располагается большое количество ИВТ на единицу площади. В свою очередь выделение тепла ИВТ происходит в соответствии с принципом Ландауэра, согласно которому подведенная к ЭВМ электрическая мощность преобразуется в теплоту при разрядке конденсаторов, расположенных на печатных платах. Эта разрядка происходит из-за удаления битов информации в процессе вычислений.
Если из ЦОД не удалять избытки теплоты, то температура в нём за считанные минуты поднимется до таких значений, при которых ни ИВТ, ни персонал не смогут работать. Большинство серверов и активного сетевого оборудования отключаются, когда температура входящего в них воздуха достигает 60оС. Расчет скорости нагрева воздуха в ЦОД в случае аварии в системе кондиционирования носит индивидуальный характер, но для приблизительной оценки можно сказать, что в ЦОД со 100-киловаттным энергопотреблением ИВТ температура воздуха изменится с общепринятых 22 оС (см. далее) до критичных 60 оС приблизительно за 4-5 минут.
2. Повышение эффективности работы ИВТ в ЦОД. При эксплуатации серверов в климатических условиях, отличающихся от рекомендованных, изменяются такие параметры их работы как потребляемая мощность, производительность, уровень шума, надёжность, стойкость к коррозии. Например, при повышении тем-ры в ЦОД с 22 до 35 оС, энергопотребление серверов возрастает в среднем на 20%, а повышение уровня шума в ЦОД составляет ориентировочно 6,4 дБ.
Контроль параметров микроклимата в ЦОД чаще всего сводится к поддержанию определенного температурно-влажностного состояния воздуха, который подается к IT-оборудованию.

Читайте так же:
Видеокарта r7 370 отзывы

Требования к микроклимату: отечественный и западные стандарты

Так на какие требуемые параметры воздуха опираться при проектировании и эксплуатации ЦОД? Согласно (СН 512 – 78. Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин.), в помещениях для ЭВМ должны быть обеспечены следующие климатические условия:

Период года

Оптимальные

Допустимые

температура воздуха, °С

относительная влажность воздуха, %

скорость движения воздуха, м/с

температура воздуха, °С

относительная влажность воздуха, %

скорость движения воздуха, м/с

Холодный и переходный периоды года (температура воздуха ниже +10°С)

Теплый период года (температура наружного воздуха выше +10° С)

В течение трех часов не более чем на 3° С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не выше 28 °С

При 28° С не более 50%; при27° С не более 55%; при 26° С не более 60%; при 25° С не более 65%; при 24° С и ниже не более 70%

Стандарт, этот, впрочем, описывает довольно экзотическое на сегодняшний день оборудование, которое следует понимать под ЭВМ, такое как ЭВМ и ВК ЕС по ГОСТ 16325-88 или вычислительные "Эльбрус".

В современные ЦОД устанавливают совсем другое оборудование, следовательно, документ СН 512-78 формально нельзя использовать как источник нормативов, а другого документа, регламентирующего климатические параметры в помещениях с ИВТ, в РФ нет. А что же есть?

А есть такие стандарты:

  • ТIA – 942. Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers.
  • The Uptime Institute. 2000. Heat Density Trends in Data Processing Computer Systems and Telecommunications Equipment.
  • ASHRAE TC 9.9. 2011. Thermal Guidelines for Data Processing Environments – Expanded Data Center Classes and Usage Guidance.

Формально они не действуют на территории РФ, и опираться на них, например, при прохождении экспертизы проектной документации, нельзя. Как выйти из положения? Согласно СН 512-78 если в данном проекте применяется другое оборудование, под этот проект нужно составлять специальные технические условия (СТУ). Данный документ вполне можно разрабатывать, опираясь на западные стандарты.

ASHRAE TC 9.9: рассмотрим подробней

Произведем некоторый анализ стандарта ASHRAE TC 9.9. 2011. Этот документ, объединяющий и осмысливающий рекомендации ведущих производителей вычислительного оборудования, претерпел три издания – в 2004, 2008, и 2011 годах. В двух последних версиях фигурирует рекомендованный (оптимальный) температурный диапазон, который получил неофициальное утверждение основных производителей коммерческого ИТ-оборудования. В версии 2011 года все вычислительное оборудование, потенциально устанавливаемое в ЦОД, разделено на 4 класса.

Диапазон

Класс

Тип ИТ — оборудования

Температура по сухому термометру, °С

Диапазон влажности, %

Диапазон температур точки росы, °С

Максимальная точка росы, °С

Серверы масштаба крупного предприятия, системы хранения данных

Серверы, системы хранения данных, персональные компьютеры, рабочие станции

Как видно из таблицы, в зависимости от того, к какому классу относится то или иное оборудование, отличается допустимый температурно-влажностный режим эксплуатации. На i-d диаграмме ниже изображены диапазоны состояния воздуха, соответствующие классам А1-А4, а также рекомендуемый диапазон.

По сути, ASHRAE предлагает следующий алгоритм выбора нормируемого диапазона климатических параметров:
1. Классификация имеющегося на проекте оборудования в зависимости от его функций.
2. Выбор наиболее эффективного температурно-влажностного режима из возможного диапазона в зависимости от требуемого уровня надежности и вида предприятия, для которого организуется ЦОД.

Эти простые на первый взгляд два шага на деле оказываются очень трудозатратными и требуют серьезной квалификации и опыта. При выработке решения требуется учитывать следующее:

Читайте так же:
Динамики для блютуз колонки

1. Рекомендованный (оптимальный) диапазон определяет граничные значения, при которых ИТ – оборудование будет работать наиболее надежно и в то же время обеспечивать разумный уровень энергоэффективности ЦОД.

2. Любое оборудование может работать и за пределами рекомендованного диапазона в течение коротких промежутков времени без ущерба надежности функционирования ИТ – оборудования. Данное допущение может существенно снизить PUE (Power usage effectiveness – коэффициент эффективности использования энергии в ЦОД) из-за возможного отказа от энергозатратного кондиционирования воздуха с использованием цикла прямого расширения хладагента, и снизить капитальные затраты, так как данные системы кондиционирования зачастую строятся как резервные, для работы на протяжении всего лишь 100 часов в год во время пиковых значений температуры наружного воздуха.

3. При всей привлекательности диапазонов А1-А4 следует учитывать возможный ущерб от длительной эксплуатации оборудования в ужесточенных по сравнению с рекомендованным температурных диапазонах, а также принять во внимание факторы, перечисленные ниже, которые могут существенно снизить или вовсе нивелировать пользу от расширения климатического диапазона эксплуатации.

  • Электропитание сервера в зависимости от температуры окружающей среды (растет при повышении температуры);
  • Уровни шума в ЦОД в зависимости от температуры окружающей среды (растет при повышении температуры);
  • Надежность сервера в зависимости от температуры окружающей среды;
  • Надежность сервера в зависимости от влажности, загрязненности и других климатических характеристик;
  • Производительность сервера в зависимости от температуры окружающей среды (снижается при повышении температуры эксплуатации);

4. Рабочая зона для ЦОД – условная точка входа воздуха в ИТ-оборудование. Измерение и контроль температуры в любом другом месте опциональны.
5. Даже оптимальный, рекомендованный ASHRAE температурный диапазон (18-27 оС) значительно шире и предоставляет больше свободы инженеру и производителю оборудования, чем указанный в СН 512 диапазон 21-22±1оС.

Практический подход и тенденции

В настоящее время в области стандартов, определяющих проектирование, строительство, и эксплуатацию ЦОД, наблюдается тенденция к расширению допустимых и рекомендованных диапазонов параметров микроклимата. Данное течение направлено в первую очередь на снижение энергопотребления ЦОД путем использования технологии «свободного охлаждения» (фрикулинга) технологического оборудования с помощью охлаждающего потенциала наружного воздуха как можно больше времени (по возможности – всегда) в течение года.

Необходимо заметить что данная тенденция прослеживается лишь в западных стандартах и «best practices» строительства ЦОД. Рядовые заказчики и типовые серверные комнаты в РФ все еще проектируются и эксплуатируются, опираясь на устаревший СН 512-78. Надеемся, что в ближайшем будущем заказчики и специалисты в области строительства ЦОД будут уделять больше внимания выбору допустимого диапазона климатических параметров для проектирования и эксплуатации, а отечественная нормативно-техническая документация будет актуализирована в соответствии с последними рекомендациями ASHRAE.

Автор: Александр Косенко,
Технический эксперт департамента инженерных решений

Основные требования и нормы

Требования, предъявляемые к системе вентиляции серверного помещения направлены на создание оптимальных условий для работы оборудования. Основные нормы:

  • температура в помещении должна быть в пределах 18-27°С
  • влажность — от 20 до 70%, конденсация влаги не допускается, изменение значения не более 6% в час
  • количество пыли, взвешенных частиц в воздухе — до 0,75 мг/м3
  • давление в серверной должно поддерживаться как минимум на 14,7 Па выше, чем в смежных помещениях. Это обеспечивается превышением объемов приточного воздуха над вытяжным
  • скорость воздушного потока не превышает 0,3 м/с в зимнее и 0,5 м/с в летнее время (оптимальное значение — 0,2 м/с)

Поддерживать необходимую температуру с помощью одной вентиляционной системы сложно, особенно в летний период. Для серверных комнат рекомендуется использование подпотолочных кондиционеров (сплит-систем), наиболее эффективных в подобных условиях. Они способны равномерно распределять потоки воздуха, исключая зоны застоя и повышения температуры, а большое расстояние, на которое можно разнести наружный и внутренний блоки таких систем (до 50 м) позволяет использовать сплит-системы в крупных помещениях.

Читайте так же:
Бесперебойник постоянно пищит причина

К рекомендуемым моделям можно отнести также шкафные кондиционеры, отлично удаляющие пыль. Они относятся к прецизионным моделям и имеют массу преимуществ перед остальными видами сплит-систем — высокий ресурс, точность работы, возможность управления с помощью дистанционных средств и способность без заметной реакции переносить значительные колебания температуры.

Кратность воздухообмена

Оптимальным режимом для серверной считается двукратный воздухообмен, при котором весь объем воздуха в помещении дважды в течение часа полностью подлежит замене.

Сплит-система для серверной комнаты

Все, что написано выше подойдет скорее всего для крупных компаний. Стоят они недешево и для небольших компаний будут просто недоступны, да и сама серверная комната в большинстве случаев занимает площадь 1-4 м² по полу. Для охлаждения таких помещений используют обычные сплит-системы.

Предполагается, что такие кондиционеры будут работать круглые сутки и при любой температуре, поэтому к ним предъявляются очень большие требования:

  • Надежность;
  • Долгий ресурс работы;
  • Желательно, чтобы была возможность удаленного управления.

Всем этим требованиям удовлетворяют кондиционеры марки Mitsubishi Electric. Чтобы продлить ресурс их работы устанавливают не один кондиционер, а два. Они работают по очереди: сначала один работает час, затем отключается и следующий час работает второй. И так постоянно. Даже если один из них сломается, то пока его чинят, будет работать второй кондиционер. Сама компания при этом будет функционировать в прежнем режиме.

Поочередную работу кондиционеров обеспечивает устройство ротации (например, УРК-2Т).

Устройство ротации работы кондиционеров УРК-2Т

За счет устройства ротации также продлевается срок службы кондиционера, ведь по сути он работает в 2 раза меньше.

Что касается цены на все оборудование для серверной комнаты, то получится примерно так:

  • Цена на кондиционер 75 тыс. рублей за 1 шт. А за 2 — 150 тыс. рублей;
  • Зимние комплекты для работы при минусовой температуре (2 шт.) — 7,5 тыс. рублей;
  • Цена на устройство ротации — 12 тыс. рублей;
  • Монтажные работы — 20 тыс. рублей.

Т.е. порядок цен — это примерно 200 тыс. рублей.

Решаем какая сплит система подходит для серверной.

Начнем с основных допустимых требованиях к серверным комнатам и станциям:

  • Возможные отклонения температуры — ± 2°С
  • Температура воздуха в помещении — 18-24°С
  • Относительная влажность воздуха — 40-50%
  • Точность поддержания влажности — ± 1%

Купить кондиционер для сервераТеперь единственная и самая главная рекомендация:

выходная фактическая мощность системы кондиционирования воздуха должна превышать суммарный теплоприток всего оборудования и систем, размещенных в серверной, а так же противостоять возможным изменениям внешней среды.

Расчет кондиционирования воздуха серверной комнаты выполняется с использованием 100% резервирования — это две сплит-системы объединенные интегрированным ротационным блоком, предназначенным для обеспечения режима чередования работы двух кондиционеров с заданным периодом времени и обеспечении нормального температурного режима помещения в различных климатических условиях, каждый из которых должен самостоятельно обеспечить необходимые условия для серверной комнаты. Такая система кондиционирования должна обеспечивать приток свежего воздуха с обеспечением фильтрации класса EU4 и подогревом поступающего воздуха в зимний период.

Какое же эффективное решение нужно для кондиционирования серверной комнаты. Есть два варианта:

Как правильно кондиционировать серверные помещения

Оборудование компьютерных систем , которое установлено в серверном помещении , при работе выделяет большое количество тепла , что ведет к его перегреву , ухудшает функционирование работы и выхода его из строя . Для нормализации климатических условий , необходимо устанавливать систему кондиционирования для серверной . Подбор устройств охлаждения осуществляется исходя из разных факторов . От правильного их выбора зависит функциональная и качественная работа серверного оборудования .

Читайте так же:
Видеокарта для amd fx 4300

Требования согласно нормам СанПиН 512 — 78 для серверных комнат :

Серверное помещение , чаще всего расположено в центре здания , не оборудовано окнами , бывает , что без системы вентиляции . В результате работающая там компьютерное оборудование требует соблюдения необходимых параметров воздуха в данном помещении :

• температура воздуха должна быть – от 18 до 220 С ;
• скорость воздушного потока для теплого времени года не более 0 , 5м / с , для холодного не более 0 , 3 м / с ;
• относительная влажность воздуха в пределах 20 — 70 %. Идеально 50 %. Так как при кондиционировании воздуха происходит его осушение , необходимо устанавливать увлажнители воздуха ;
• содержание пыли от 0 , 75 до 1 , 5 мг / м3 , размер частиц не более 3 мкм ( для помещений обработки данных до 2 мг / м3 ).

Бывают ситуации , когда серверное помещение находится достаточно далеко от наружных стен здания , что увеличивает расстояние от внутреннего блока кондиционера до наружного , и является важным фактором при подборе оборудования . В этом случае при установке сплит — систем понадобится прокладывание дополнительных коммуникаций для отведения конденсата при помощи дренажной помпы или через гидрозатвор в канализацию .

Повышенная влажность , как и слишком сухой воздух , негативно влияют на работе оборудования серверной , которое должно функционировать круглосуточно , круглый год , стабильно и без перебоев . Обеспечить заданный микроклимат помогают установка систем кондиционирования , вентиляции и увлажнения .

При кондиционировании серверных используются как бытовые , так и полупромышленные и промышленные сплит — системы , а также прецизионные кондиционеры или системы Чиллер — Фанкойл . Все они должны соответствовать следующими параметрами :

• функционирование бесперебойное;
• высокая техническая работоспособность;
• функция беспрерывной работы при минусовых температурах наружного воздуха. Система должна быть оборудована » Зимним комплектом «;
• способность работать в установленном температурном режиме;
• максимальная длина фреоновой трассы .

Функции , которые необходимы в системах охлаждения для серверных помещений :

• круглый год охлаждение , вентиляция и увлажнение сервера ;
• при достижении необходимых климатических значений в серверной , необходимо чтобы работа кондиционеров была бесперебойной . Для этого необходимо применять систему ротации и резервирования кондиционеров . При этом применяются два кондиционера с устройством ротации или три при резервировании ( рекомендовано ).

Устройство ротации кондиционеров УРК — 2Т обеспечивает равномерное обеспечение ресурса кондиционеров путем попеременного ввода в работу каждого кондиционера с заданным интервалом времени . При выходе из строя одного из кондиционеров или нехватки его производительности , в работу вводится резервный кондиционер , а в случае достижения значения аварийной температуры посылается аварийный сигнал на пульт диспетчера . Система ротации кондиционеров может работать вместе с системой диспетчеризации или отдельно .

Устройство ротации кондиционеров УРК-2Т.


Устройство УРК — 2Т обеспечивает :

• ротацию кондиционеров — т . е . попеременную работу каждого из двух кондиционеров для обеспечения им одинаковых параметров работы . Интервал попеременной работы задается пользователем;
• переключение в случае неисправности системы на исправный кондиционер при отказе основного с выдачей кода неисправности;
• включение резервного кондиционера при недостатке производительности основного;


• выдачу сигнала «Авария» во внешнюю систему управления;
• контроль заданной температуры в помещении с помощью собственного термистора и включении второго (резервного) кондиционера в случае превышения заданной температуры;
• отключение всех кондиционеров в аварийных ситуациях (например — в случае пожара) и выдачу соответствующего сигнала;
• нормализация уровня влажности в помещении серверной . Необходимо точно соблюдать данный показатель для качественной работы сервера . В этом случае применяется установка увлажнителей воздуха ( бытовых или промышленных ), в зависимости от мощности оборудования серверной , площади помещения и т . д .

Читайте так же:
Блок питания hipro hpa 500w

Охлаждение серверных при использовании бытовых и промышленных сплит-систем

Бытовые и промышленные кондиционеры разных типов ( настенные , кассетные , напольно — потолочные , канальные ) можно устанавливать в серверных с площадью обслуживания одного кондиционера до 100 м2 .

Для работы кондиционеров , так как они эксплуатируются круглый год , в том числе при низких температурах наружного воздуха в серверных климатическое оборудование должно быть оснащено зимним комплектом . Многие производители уже на конвейере дорабатывают кондиционеры » зимним комплектом «. Но в большинстве случаев комплекты монтируются отдельно.

В стандартный зимний комплект для кондиционера входят:

• замедлитель работы вентилятора внешнего блока РДК 8.1 (регулятор давления конденсации);
• подогрев масла в картере компрессора;
• подогрев дренажа если он выведен наружу.

Давление конденсации регулируется путем уменьшения потока воздуха через теплообменник, то есть замедлением работы вентилятора наружного блока .

Монтируемый кондиционер также должен очищать воздух от пыли , которая вредит компьютерной технике , что достигается дополнительным системам фильтрации . ( Кондиционеры Ballu ).

Минусом при применении сплит — систем являются необслуживаемые застойные зоны горячего воздуха и разная влажность воздуха.

Применение прецизионных систем кондиционирования

Данные климатические системы кондиционирования позволяют максимально точно выставить оптимальные параметры влажности , температуры воздуха . Эти климатические системы чаще всего разрабатываются под определенный проект с заданными параметрами климата в помещении серверной .

Чаще всего они имеют большие габаритами , большие тепловыделения , которые при помощи воды выводятся в канализацию . Они доставляют холодный воздух по вентиляционным каналам , распределительным устройствам , размещаемыми в нижнем исполнении под полом или в верхнем под потолком и т . д . Они наиболее энергоэффективны , в результате точной регулировки температуры , влажности и мониторингу всех показателей .

При расположении серверных шкафов рядами при использовании прецизионных кондиционеров желательно располагать их также рядами . При этом происходит рециркуляция воздуха , теплый воздух входит в систему кондиционирования и охлаждается на выходе . В процессе работы климатической системы нагретый воздух от оборудования утилизируется вытяжной вентиляцией .

Системы чиллер и фанкойл для серверных комплексов

В этом случае предполагается в качестве охладителя использование воды или этиленгликоля . Преимущества системы чиллер — фанкойл перед бытовым и промышленным кондиционированием :

• повышенная холодопроизводительность ;
• использование как охлаждение другого оборудования ;
• экономия при эксплуатации .

Применяется для серверов большой мощности и больших помещений .
Тепло — водо — производительный агрегат , предназначен для производства теплой, либо холодной жидкости , использующейся для нагрева ( охлаждения ) помещения . В роли охлаждающей жидкости в системах чиллер — фанкойл используется не фреон , а жидкость , которую готовит чиллер , это может быть вода или этиленгликоль . Потом она с помощью насосов распределяется по фанкойлам .

Фанкойлы могут быть двух видов :

• используют принцип обдува теплообменника воздухом ;
• кроме воздушного обдува используется микродисперсное распыление воды .

Про систему естественного охлаждения (фрикулинг) мы расскажем в следующих обзорах. Следите за новостями на сайте компании «Инженерные технологии климата».

Стоимость кондиционера для серверной

Стоимость кондиционера зависит от размера помещения и точности поддержания температуры. Расчет стоимости вы можете заказать у менеджеров нашей компании.

В ГК ПрофВент Вы найдете качественные кондиционеры (сплит-системы) для серверных адаптированные низкотемпературными комплектами. Инженеры и специалисты нашей компании найдут наиболее эффективное решение для кондиционирования вашей серверной, учитывая все особенности помещения. Мы осуществим все необходимые замеры, поставку и грамотный монтаж оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector