Rosnące koszty energii elektrycznej wymuszają na inwestorach zmianę podejścia do tematu, jakim jest klimatyzacja serwerowni oraz klimatyzowanie dużych data center. Z dnia na dzień energooszczędność staje się coraz ważniejszym parametrem przy podjęciu decyzji zakupowej produktu, jakim jest klimatyzacja do serwerowni. Firma Stulz od wielu lat jest liderem wdrażania nowoczesnych rozwiązań do data center, takich jak klimatyzacja precyzyjna w celu minimalizacji zużycia energii proponowanych urządzeń, przy zachowaniu pełnego bezpieczeństwa pracy systemów komputerowych i wysokiej wydajności klimatyzacji do serwerowni.
W Klimatech na co dzień zajmujemy się montażem i serwisem klimatyzacji w serwerowniach.
Systemy chłodzenia w klimatyzacji data center / do serwerowni
Na etapie wstępnej koncepcji budowy klimatyzacji centrum danych konieczny jest wybór rodzaju systemu chłodzenia, co uwarunkowane jest istniejącymi możliwościami konkretnej lokalizacji, jak i wymogami inwestora co do bezpieczeństwa, kosztów inwestycji oraz kosztów eksploatacji całości systemu do chłodzenia centrum danych. Jednak warto wspomnieć, że jednym z podstawowych parametrów pozwalających na odpowiedni dobór klimatyzacji do data center, powinna być istniejąca bądź planowana moc posiadanych komputerów z delikatną nadwyżką wydajności, którą powinien posiadać system klimatyzacji do serwerowni.
Chłodzenie data center metodą odparowania
-
- DX/A – system bezpośredniego odparowania; podstawowe i najczęściej stosowane rozwiązanie z pojedynczym lub podwójnym układem chłodniczym i skraplaczem powietrznym. Ta klimatyzacja data center charakteryzuje się najniższymi kosztami montażu przy wysokich kosztach eksploatacji,
- DX/AS – klimatyzacja do data center, która jest odmianą systemu bezpośredniego odparowania wyposażona w płynnie regulowaną sprężarkę EC.
Klimatyzacja do serwerowni wykorzystująca metodę wodną
- CW – system wodny – rozwiązanie oparte na chłodnicach na wodę „lodową” umieszczonych w jednostkach klimatyzacyjnych i agregatach wody lodowej (z możliwością wykorzystania opcji free-coolingu),
- CWE/CWU – odmiana systemu CW o zwiększonej powierzchni filtracyjnej lub wentylatorach zainstalowanych pod podłogą podniesioną,
- CW2 – klimatyzacja do serwerowni będąca systemem wodnym z wbudowaną redundancją (dwa wymienniki na wodę “lodową”),
- CWE2/CWU2 – odmiana systemu CW2 o zwiększonej powierzchni filtracyjnej lub wentylatorach zainstalowanych pod podłogą podniesioną,
- ACW – połączenie systemów A i CW – zwiększone bezpieczeństwo poprzez zastosowanie zarówno systemu bezpośredniego odparowania ze skraplaczem powietrznym jak i chłodnicy na wodę “lodową”.
Systemy G w klimatyzacji data center
- GCW – połączenie systemów G i CW – klimatyzacja serwerowni tego typu to zwiększone bezpieczeństwo poprzez zastosowanie zarówno systemu bezpośredniego odparowania ze skraplaczem wodnym jak i chłodnicy na wodę „lodową”,
- G – system bezpośredniego odparowania ze skraplaczem wodnym (mieszanka glikolowa) – rozwiązanie pozwalające na montaż klimatyzacji precyzyjnej w serwerowni przy braku możliwości montażu skraplaczy powietrznych (zbyt duża odległość) lub przy dostępności wody technologicznej (np. elektrownie),
- GE – system wyposażony w układ chłodniczy bezpośredniego odparowania ze skraplaczem wodnym (mieszanka glikolowa) i dodatkową chłodnicę glikolową wraz z układem pomp i dry-coolerów – rozwiązanie pozwalające na wykorzystanie chłodu zewnętrznego (free-cooling) przy temperaturach poniżej 22-25°C i oszczędności energii rzędu 50-70% (DFC),
- GES – odmiana systemu GE – klimatyzacja do serwerowni poszerzona o sprężarkę EC o płynnej regulacji mocy chłodniczej.
Metoda wykorzystująca powietrze zewnętrzne
- AU – system pozwalający na wykorzystanie bezpośredniego nawiewu powietrza zewnętrznego (free-cooling) dla maksymalnego ograniczenia zużycia energii (DFC2).
Najczęstszym rozwiązaniem w przypadku klimatyzacji do serwerowni, jest wspomniana już klimatyzacja precyzyjna. Wiąże się to z tym, że raz ustalone parametry powietrza, potrafi utrzymywać nieprzerwanie. Dlatego też klimatyzowanie data center wymaga takich urządzeń, które mogą pracować ciągle przez cały rok. Poza bardzo istotnym parametrem, którym jest temperatura, urządzenia przeznaczone do data center lub innych pomieszczeń technicznych, mają większą przepustowość powietrza, a przy okazji utrzymują jego wilgotność na zadanym poziomie. Poza tym, do dystrybuowania powietrza, klimatyzacja do centrum danych może wykorzystywać podnoszone podłogi i podwieszane sufity, przez co nie ma obaw o to, że któraś część pomieszczenia będzie pozbawiona powietrza o odpowiednich właściwościach.
Architektura klimatyzacji serwerowni
Zapewnienie odpowiedniej wydajności, a także prawidłowa dystrybucja powietrza to najważniejsze z zadań klimatyzowania centrów danych. Jednak można je osiągnąć na kilka sposobów, w zależności od wybranej architektury klimatyzacji. Zaprojektowanie jej powinno być pierwszym krokiem do stworzenia data center, bo bez właściwego obiegu powietrza urządzenia, a także dane przechowywane na dyskach nie są dostatecznie bezpieczne.
Dystrybucję powietrza w centrach danych można osiągnąć na trzy różne sposoby. Ich nazwy pochodzą od angielskich słów room, row, rack. Tak też mamy klimatyzację o architekturze InRoom, InRow i InRack. InRoom jest zorientowana na całość pomieszczenia. Szafy klimatyzacji są tak rozstawione, by powietrze mogło swobodnie przepływać pomiędzy urządzeniami w data center. Drugi sposób czyli klimatyzacja serwerowni InRow jest zorientowany na poszczególne rzędy szaf IT. Wówczas przed rzędem szaf IT stoją klimatyzatory rzędowe i powietrze jest dystrybuowane bezpośrednio na szafy. Ostatni rodzaj architektury, czyli InRack, pozwala na chłodzenie szaf IT w zamkniętym obiegu.
Jakie normy powinny spełniać klimatyzacje w serwerowni?
Przy doborze klimatyzatorów do serwerowni należy wziąć pod uwagę obecne zapotrzebowanie na moc chłodzenia oraz możliwości rozbudowy wydajności serwerowni w czasie przyszłym i tym samym wzrost obciążenia cieplnego. Poniżej prezentujemy optymalne rozwiązania klimatyzacyjne względem obciążenia cieplnego:
- obciążenie cieplne do 120 W/m² – można zastosować klimatyzatory ścienne,
- obciążenie powyżej 180 W/m² – można zastosować klimatyzator podsufitowy, kasetonowy lub szafę klimatyzacji precyzyjnej,
- obciążenie do 230 W/m² – można zastosować klimatyzator kanałowy lub szafę klimatyzacji precyzyjnej,
- obciążenie do 300 W/m² – można zastosować klimatyzator kanałowy wysokiego sprężu lub szafę klimatyzacji precyzyjnej,
- obciążenie do 580 W/m² – można zastosować klimatyzator kanałowy wysokiego sprężu lub szafę klimatyzacji precyzyjnej,
- obciążenie do 750 W/m² i więcej – można zastosować szafę klimatyzacji precyzyjnej.
W przypadku klimatyzacji serwerowni praktykuje się także poniższe zasady/normy:
– zasada tzw. dublowania mocy klimatyzatorów w serwerowniach – daje w efekcie łączna moc równą dwukrotnemu zapotrzebowaniu;
– zasada tzw. pracy naprzemiennej z czasowym wyznaczeniem zmian;
– inwestycja w UPS’y – zasilacze awaryjne, które zajmą się zasilaniem serwerów w przypadku braku prądu lub nieprawidłowych parametrów zasilania sieciowego;
– praktyka filtrowania klimatyzacji, czyli oczyszczanie powietrza z zawieszonych w nim drobin.
Jaką optymalną wilgotność powinna zapewnić klimatyzacja serwerowni?
Optymalna i rekomendowana wilgotność w serwerowni powinna być utrzymywana pomiędzy 40 a 60% wilgotności względnej. Minimalna wilgotność 40% to poziom, który pozwala uniknąć wyładowań elektrostatycznych, z kolei maksymalny pułap wynosi 60% i zapobiega zjawisku korozji, ze względu na zbyt dużą kondensację wilgotności.
Jaką temperaturę w serwerowni powinna zapewniać klimatyzacja?
Warto dodać, że zgodnie z najnowszymi wytycznymi ASHRAE 9.9 rekomendowany zakres temperatury na wejściu powietrza do urządzenia IT zawiera się w przedziale 18-27 stopni C.
Jak obliczyć moc klimatyzatora serwerowni?
Przy ustalaniu optymalnej mocy chłodniczej systemu klimatyzacji serwerowni należy wziąć pod uwagę zaprezentowane poniżej zalecenia mocy klimatyzacji w stosunku do osprzętu. Suma potrzebnej mocy chłodniczej to więc wypadkowa sumy następujących czynników:
– urządzenia IT: suma mocy elektrycznej urządzeń IT
– UPS: 4% mocy UPS’a i 5% sumy mocy elektrycznej urządzeń IT (jeśli UPS zainstalowany w pomieszczeniu serwerowni)
– instalacja elektryczna: 1% mocy dostępnej i 2% sumy mocy elektrycznej urządzeń IT
– oświetlenie: 14,32 x powierzchnia serwerowni w m2 [W]
– Obsługa: 100 x maksymalna ilość osób [W]