Вентиляция в серверных (дата-центрах)
Серверными называют машинные залы вычислительных центров или центры обработки данных. Аббревиатура ЦОД закрепилась в русском языке. На английском более употребим термин «data-center» или дата-центр. Площадь таких помещений зависит от масштаба предполагаемых вычислений. Потребности маленькой фирмы с офисным форматом может удовлетворять компьютер с CRM-системой, автоматизирующей бухучет бизнеса. Крупной компании с сотнями ПК, филиалами и дистрибьюторами, разбросанными по стране без серверной не обойтись. Им потребуется мощная компьютерная сеть и продублированный канал связи. Что касается банков, работающих с мобильными версиями расчетов, огромной клиентской базой и системами онлайн платежей, то им недостаточно будет даже мощной серверной. Для обработки такого объема платежных данных необходим комплекс ЦОД.
Крупнейшие в мире центры обработки располагаются в Америке. Для размещения всех административных и технических помещений дата-центра АНБ (штат Юта) потребовалось 83613 метров площади. Оборудование маленьких серверных и огромных ЦОД одинаково требовательно к климатическим параметрам помещений где оно размещается. Они нормируются отечественными нормами и правилами, но опытные специалисты склонны доверять американским стандартам.
Требования к климатическим параметрам серверных
Чтобы процессоры дата-центров справлялись с поставленными задачами, работали долго, эффективно и без сбоев, для обеспечения их функционала создаются специфические условия. Климатические нормативы ЦОД регламентируются действующими в России санитарными нормами и строительными правилами, американским стандартом TIA 942, межгосударственными нормативами ISO, отраслевыми нормами радиоэлектронной промышленности и требованиями других нормативных актов. Выражая кратко их содержание, можно указать наиболее важные параметры микроклимата серверных:
- Температура в машинном зале - 18-22, но не более 25 °С;
- Влажность воздуха - 20-70, в идеале 55%;
- Скорость перемещения воздушных потоков летом не более 0,5 метра/сек, зимой - 0,3 м/с, оптимально 0,2 м/с;
- Содержание пыли в кубе воздуха меньше 0,75 мг;
- Класс фильтрации притока - EU4;
- Подогрев приточки зимой и кондиционирование летом.
Поддерживая необходимые климатические условия, климатическое оборудование дата-центров должно обеспечивать:
- Круглосуточную бесперебойную работу круглый год;
- Дисперсно точное поддержание температурных параметров;
- Абсолютный контроль за влажностью;
- Сохранение функционала при критически низких (до -40 °С) температурах;
- Возможность подключения резервных мощностей.
Об устройстве систем вентиляции серверных
Существует две основных методики расчета воздухообмена ЦОД, принимаемые проектировщиками, если заказчик не определил иного исходными данными:
- В первом случае допускается брать за основу условие однократного воздухообмена в помещении;
- Вторым подходом предусматривается нормированный приток, не менее 100 кубов на каждую дверь помещения серверной.
Второй путь считается более надежным, так как позволяет получить в машинном зале избыточное давление, необходимое для защиты серверной от загрязненного воздуха смежных помещений.
Системы вентиляции дата-центров должны быть абсолютно автономными и не обслуживать другие помещения комплекса ЦОД. Допускается чтобы одна система вентиляции обеспечивала воздухообмен нескольких серверных. Наиболее строгий подход к проектированию вентсистем машинных залов. На притоке потребуется поставить особенно эффективные фильтры, с классом фильтрации F5-F7. Такая степень очистки может стать причиной быстрого загрязнения фильтрующей кассеты. Чтоб этого не случилось, в серверных обычно предусматривается схема двух-ступенчатой фильтрации, где впереди фильтра F5-F7 ставится дополнительный фильтрующий элемент класса -G4.
Запрещается транзит воздуховодов, предназначенных для других помещений, по машинным залам ЦОД. Если транзита нельзя избежать, как бывает в случаях, когда серверная устраивается приспособленном помещении, в воздушных коробах обязательно устраиваются противопожарные клапаны. Предел их огнестойкости не должен быть меньше E160.
Системы газоудаления дато-центров
Газовые средства пожаротушения широко используются для предупреждения возгораний ЦОД. Принцип их работы - нагнетание в машинный зал специального газа. Процедура понижает содержание кислорода в воздухе до такой степени, что процесс горения становится невозможным. Но, после ликвидации очага пожара, использованный газ необходимо удалить. Этим целям и служит система газоудаления. Ее работа организуется по аналогу с функционалом приточно-вытяжной установки, а производительность зависит от типа замещающего газа. Требуемая закачка в случае углекислотных газов - до 30 куб/час на кв. м. Приток для газообразных хладонов меньше - всего до 15 кубов. Существует другая метода расчетов - по скорости воздухообмена в час. Отправной точкой вычислений считается трех-кратный оборот объема помещения.
Развитие химической промышленность способствует появлению других, более эффективных видов газа. Многие из них презентуются, как совершенно безопасные для здоровья человека и если производитель предъявит соответствующие сертификаты и гарантии, необходимость в системе газоудаления отпадает.
Способы кондиционирования серверных
Из всего разнообразия сплит систем, представленных на рынке, проектировщики отдают предпочтение прецизионным кондиционерам, оптимально отвечающим задачам охлаждения серверных комнат и ЦОД. Среди всех возможных вариантов схем кондиционирования, наиболее популярными считаются:
- Системы прямого расширения (DX). Когда речь идет о ЦОД с незначительными тепловыми нагрузками они не знают конкуренции. Охлаждение в схемах DX происходит с использованием прецизионных кондиционеров с фреоновым хладагентом. Фреон подается во внутренний блок устройства, где расширяется и испаряется. Процесс сопровождается передачей холода воздушному пространству помещения. Системы DX не дороги, сочетают высокую надежность с продолжительным сроком использования. Среди их недостатков - высокий уровень эксплуатационных затрат и повышенные требования к энергообеспечению;
- Системы, использующие холодоноситель (СW) находят широкое применение на средних и крупных дата-центрах. Смысл технологии в охлаждении воздуха, которое происходит в теплообменнике кондиционера. Снижение температуры происходит во время циркуляции холодоносителя по регистрам холодильной машины. CW-системы сложнее устроены, их ценник на порядок выше, но низкие эксплуатационные затраты позволяют им успешно конкурировать с другими способами охлаждения;
- Системы, работающие по принципу свободного охлаждения воздуха (FFC) или теплового насоса. Они используют способ передачи тепла из воздуха серверной воздушному пространству улицы. Работая без участия компрессора, FFC способна обеспечивать охлаждающий функционал почти круглогодично. Потребляя Ватт электричества, установка генерирует до 7 Ватт холода, обгоняя по энергоэффективности другие способы охлаждения. Так DX системы генерируют только 2 Ватта холода, а CW - 5 Ватт. Среди прочих преимуществ установок свободного охлаждения - отсутствие в серверной дополнительных фальшполов. Покупателей привлекают небольшие эксплуатационные расходы системы. При обычных капитальных затратах, FFC предлагает возможность использования высоконагруженных стоек, с нагрузкой до 50 кВт;
- Системы естественного принципа охлаждения, использующие промежуточный теплоноситель типа DFC. Ее особенность в сочетании машинного и естественного охлаждения. Система сама подстраивается под максимально эффективный режим работы, соответственно имеющейся тепловой нагрузке и сезонным колебаниям уличной температуры. Несмотря на высокую эффективность, не находит широкого применения из-за сложности эксплуатации и высокой стоимости;
- Системы, интегрированные в стойки серверных шкафов и дверей производят точечное охлаждение серверного оборудования. Воспринимая высокие тепловые нагрузки, они обеспечивают замкнутый цикл охлаждения. В серверных шкафах могут располагаться не только холодильные машины, но и системы защиты электропитания, аварийной вентиляции, пожаротушения. Среди преимуществ такой компоновки упразднение необходимости фальшпола и максимальное приближение охладительных радиаторов к источникам тепла.
- Вконтакте