Кондиционер для серверного шкафа

Обновлено: 17.05.2024

Простой вопрос, на который каждый IT`специалист даст ответ.

Сервера греются: вся электрическая энергия преобразовывается в тепловую. Перегрев чреват снижением производительности и выходом из строя.

Выбор кондиционера для серверной

Итак, кондиционер в серверную - это необходимость. Осталось понять, какой кондиционер вам нужен: сначала по мощности, далее - по типу, здесь всё просто.

Системный блок выделяет в форме тепловой энергии 100% от потребления. Данные по потреблению можно получить из паспорта, при этом закладывается коэффициент неполной загрузки оборудования: 0,9-0,8. В среднем на 10,0 кВт. номинальной мощности энергопотребления на выходе - 8,5 кВт. тепла. Без его отведения (комплекс мероприятий по охлаждению с помощью вытяжной вентиляции и отводу тепла с помощью кондиционера), то помещение прогреется, вентилятор будет гонять тёплый воздух, теплоотдача которого существенно ниже. Результат - перегрев оборудования.

При организации кондиционирования серверной комнаты климатические компании сталкиваются с тремя основными проблемами:

1. Необходимость круглогодичного охлаждения.

Кондиционер должен работать вне зависимости от температуры внешнего воздуха. Это не всем под силу. Только лучшие модели могут отработать 24 часа в сутки всю зиму при минусовых температурах. Замерзает масло, содержащееся во фреоне, снижается КПД, повышается износ. Это необходимо предусмотреть.

2. Необходимость бесперебойного охлаждения.

Сбой в работе системы кондиционирования - это возможный перегрев и отключение оборудования. Страшный сон системного администратора!

Согласно действующим СНиП 41-01-2003 п.7.2.3 "Системы общеобменной вентиляции для производственных, административно-бытовых и общественных помещений с постоянным пребыванием людей без естественного проветривания следует предусматривать не менее чем с двумя приточными и двумя вытяжными вентиляторами каждый с расходом не менее 50 % требуемого воздухообмена. Допускается предусматривать одну приточную и одну вытяжную системы с резервными вентиляторами или с резервными электродвигателями для административно-бытовых и общественных помещений".

Реализация подобной схемы вещь дорогостоящая. В небольших серверных комнатах обходятся простым бытовым кондиционером с зимним комплектом, который имеет 75-100% запас по мощности охлаждения. Т.е. на серверный шкаф с тепловыделением 3 кВт. устанавливают кондиционер 5.0-6.0 кВт. Вариант подороже, но более адекватный с точки зрения безопасности и долговечности оборудования - это установка 2-х кондиционеров с блоком контроля их попеременной работы.

3. Необходимость поддержания заданных параметров влажности.

Как правило обеспечивается сложными, полупромышленными системами - прецизионными кондиционерами, призванными не только охладить помещение, но и поддержать заданные параметры влажности воздуха! Но описание подобных столь сложных систем не входит в задачи данной поверхностной статьи.

Из "готовых" решений можно лишь подобрать варианты для небольших серверных комнат с выделением тепла до 10 кВт. Здесь вполне можно обойтись обычными сплит-системами, доработанными зимними комплектами.

Мы крайне рекомендуем, опираясь на свой многолетний опыт и наработанную статистику по отказам оборудования, устанавливать оборудование таких производителей, как Mitsubishi Electric, Fujitsu, Daikin, Toshiba. Нагревать помещение вряд ли потребуется (её и так греют сервера), то устанавливать лучше и дешевле блоки, работающие только на холод, правда, некоторые производители "по умолчанию" производят модели, работающие и на холод, и на тепло.

Обратитесь к менеджерам: мы поможем в подборе требуемой модели как по техническим, так и по стоимостным характеристикам. Для вас - это одна из задач. Для нас - повседневная работа! Поверьте, мы сделаем хорошее коммерческое предложение. Да и сделаем всё на отлично!

В качестве примера, для оценки размера затрат далее представлено несколько моделей лучших японски производителей: Daikin и Mitsubishi Electric.

Если бюджет не выдерживает японские бренды, мы предложим неплохой заводской Китай. Всё больше серверных работают на китайских линейках. И. неплохо работают. Да, без фантастической эффективности. Но и стоят они на порядок меньше.

Модель сплит-системы	Охлаждение, кВт.	Цена	Монтаж
Daikin FTYN25L / RYN25L Nord-40	2.5	76200 Р	14500 руб.
Daikin FTYN35L / RYN35L Nord-40	3.27	77200 Р	16500 руб.
Daikin FTYN50L / RYN50L Nord-40	5.35	117700 Р	18800 руб.
Daikin FTYN60L / RYN60L Nord-40	6.01	124500 Р	18800 руб.

Модель сплит-системы	Охлаждение, кВт.	Цена	Монтаж
Haier AS12TL4HRA-A / 1U12TL4FRA-A /-30	3.6	61800 Р	5000 руб.
Haier AS18TL4HRA-A / 1U18TL4FRA-A /-30	5.0	89600 Р	5000 руб.
Haier AS24TL4HRA-A / 1U24TL4FRA-A /-30	7.0	112200 Р	5000 руб.

Бесперебойность работы системы охлаждения серверной комнаты обеспечивается за счёт резервирования и/или запаса мощности.

Почему важно поддерживать температурный режим в серверной. Как обычно устроено охлаждение серверной

Внутренняя система отвода тепла в современных серверах разработана таким образом, чтобы обеспечить охлаждение всех внутренних компонентов, выделяющих тепло в процессе работы. Однако корпус сервера негерметичен, и теплообмен происходит с окружающей средой серверного помещения, поэтому ошибочно считать, что температура воздуха внутри корпуса будет значительно ниже температуры в серверной. Необходимо также учитывать тот факт, что температура воздуха в серверной вне коммуникационного шкафа, в коммуникационном шкафу и непосредственно в корпусе сервера могут отличаться. Поэтому рекомендуется устанавливать температурные датчики не только в серверном помещении на потолке, но и в каждом коммуникационном шкафу, чтобы иметь объективную информацию о климатических условиях как в шкафах, так и вне их. В целях обеспечения правильной циркуляции воздуха в серверном помещении необходимо проектировать установку кондиционера/системы отопления с учётом потоков воздуха, образуемых этими системами. Для этого в серверных шкафах предусмотрена активная вентиляция, обеспечивающая доступ охлажденного воздуха непосредственно в серверный шкаф. Важным также является правильное расположение устройств в серверном шкафу. Это должно быть выполнено с учётом размеров и тепловыделения устройств. Правильным является применение 1U вентиляторов между оборудованием, которое активно выделяет тепло, чтобы обеспечить вентиляцию и необходимый отвод тепла.

Пример 1U вентиляторов:

Вентиляторы, установленные в нижней части шкафа для притока воздуха:

Вентиляторы, осуществляющие отвод теплого воздуха из шкафа:

На приведенном рисунке показана неправильная установка кондиционера. Рассмотрим очевидные ошибки:

Кондиционер находится прямо над коммуникационным шкафом. В случае возникновения течи в кондиционере оборудование в коммуникационном шкафу окажется залито жидкостью, что может привести к нежелательным последствиям вплоть до короткого замыкания и физического выгорания компонентов оборудования.
Кондиционер установлен почти вплотную к потолку. Подобная установка осложняет возможное проведение технического обслуживания и затрудняет циркуляцию воздуха.

Так почему же необходимо и важно поддерживать температурный режим в серверной?

В серверной комнате, как правило, располагается крайне важное и дорогостоящее оборудование. Выход из строя или временные простои в работе оборудования могут привести к материальным и финансовым потерям. Заглянем вовнутрь современного сервера и попробуем выяснить, какие компоненты наиболее критичны к изменению температуры.

Жёсткий диск.

Является, пожалуй, самым важным компонентом системы. Соответственно выход из строя жёсткого диска в случае отсутствия резервного может стать критичным для организации. Компоненты жёсткого диска являются чувствительными к изменению температуры: к резким повышениям, понижениям и к перегреву. Повышение температуры, как правило, приводит к расширению материала, из которого изготовлены головки, системы позиционирования головки, магнитные диски. Перегрев может привести к отказу жёсткого диска, что в последствии приводит к нежелательной потере важной и дорогостоящей информации.

Оперативная память.

Современная серверная оперативная память снабжена системой пассивного охлаждения и не нуждается в дополнительном охлаждении, тем не менее, стоит помнить, что пассивная система охлаждения эффективна только в определенном диапазоне температур. Если температура в серверной комнате будет повышаться, то никакие радиаторы на линейке памяти не спасут от перегрева оперативную память.

Процессор.

Современные процессоры обладают системами защиты от перегрева. Их датчики будут сигнализировать операционной системе о перегреве и предотвращать работу процессора на высоких температурах.

Наборы микросхем на платах.

Заключение.

Хотелось бы напомнить, что современное вычислительное оборудование разрабатывается с учетом работы в определенных климатических условиях. Поэтому эксплуатация оборудования в условиях, отличных от рекомендованных заводом-изготовителем, может привести к выходу из строя оборудования и, как следствие, отсутствию гарантийного ремонта. Учитывая все изложенное выше, рекомендуем использовать надежные системы контроля климата серверной и надежные системы поддержания климата в серверной.

Кондиционеры для серверной комнаты

Серверные – помещения с особым температурным режимом, для которых установлены специфические требования к микроклимату. Регулируются они утвержденным нормативным документом (СН 512-78), в котором перечислены основные требования к зданиям и помещениям с установленными средства вычислительной техники:

температура воздуха в помещениях с ВТ – от +18 до +22 °С;допустимая относительная влажность – от 20 до 70 % (при этом оптимальной считается влажность 40–50 %);оптимальная скорость воздушного потока – 0,2 м/с. (при этом зимой, в холодное время года – не более 0,3 м/с., в теплое – не более 0,5 м/с.);степень запыленности воздуха (наличие атмосферной пыли, сажи, спор, асбеста, дыма): для серверных – 0,75 мг/м3 с размером твердых частиц не более 3 мкм, для помещений обработки данных – не более 2 мг/м3.

Соблюсти в указанном помещении все заданные параметры микроклимата можно только в случае использования кондиционера для серверной комнаты. Обработка данной комнаты позволяет добиться установленных параметров безопасного функционирования компьютерной техники и поддерживать их, не допуская отклонения от приведенных выше параметров.

Обязательное условие для функционирования системы кондиционирования рассматриваемого помещения – наличие зимнего комплекта в кондиционере, поскольку заданный микроклимат в помещении необходимо поддерживать круглогодично, в то время как работа большей части климатического оборудования рассчитана на температуру до −10 °С, в редких случаях – до −20 °С.

Еще одно требование к кондиционерам для серверных комнат и шкафов – надежность. Любой сбой в системе обработки может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, а учитывая его специфику и предназначение, стать причиной нанесения не только прямого ущерба, но и косвенных убытков.

В большинстве случаев для решения проблемы надежности системы кондиционирования в помещениях описанного типа прибегают к установке резервного климатического оборудования. Оно автоматически подключается при поломке основной системы.

В подборе параметров охлаждения, необходимых кондиционеру для установки в серверной комнате, немаловажное значение имеет не только площадь помещения, но и – и даже в большей степени – суммарная мощность тепла, рассеиваемого серверным оборудованием.

Суммарная мощность рассеивания тепла – основной показатель, принимаемый в расчет при определении необходимой мощности (холодопроизводительности) прибора. При этом мощность аппарата должна превышать расчетную в среднем на 10–20 %.

Для решения возложенных на них задач в помещениях для компьютеров могут устанавливаться как бытовые и полупромышленные сплит-системы, так и профессиональные системы. К последним следует отнести так называемые прецизионные аппараты (от английского precision – точный).

Прецизионный прибор представляет собой автономный аппарат шкафного типа, который предназначается для непрерывной работы и постоянного поддержания точных климатических параметров в помещении (температуры воздуха, уровня влажности и степени запыленности). По сравнению с бытовым устройствами прецизионный имеет в 5-6 раз больший рабочий ресурс, поскольку предназначен для непрерывной работы на протяжении 24 часов в сутки в течение 365 дней в году и рассчитан на 10-летний срок службы. В то же время рабочий ресурс бытового устройства рассчитывается исходя из 15-процентной годовой нагрузки.

Дополнительные достоинства прецизионного кондиционера для серверной при установке в помещении для сервера:

самое точное поддержание установленного температурного режима (допустимый процент отклонения – около 0,2–0,5 °С); высокая мощность системы вентиляции, препятствующая возникновению такого распространенного в помещениях с большим количеством техники явления, как застойные тепловые зоны; точное поддержание заданного уровня влажности и контроль над запыленностью помещения. Наиболее популярными моделями прецизионных аппаратов являются приборы, разработанные компаниями Daikin и Mitsubishi Electric.

Кондиционеры для серверной

Кондиционирование серверных помещений и дата-центров.

Компания "Ru-Klimat" имеет большой опыт по установке систем кондиционирования и вентиляции серверных помещений.
На сегодняшний день трудно представить даже небольшую организацию, не имеющую специального помещения, в котором сосредоточено серверное и телекоммуникационное оборудование с источниками бесперебойного питания. Все это оборудование выделяет огромное количество тепла, а его бесперебойная работа и отсутствие поломок напрямую зависит от правильно организованного охлаждения. Поэтому к организации кондиционирования специальных помещений, таких, как серверные помещения, дата-центры, станции телефонной связи, телекоммуникационные узлы и компьютерные залы предъявляется ряд специфических требований.

Требования к кондиционерам для серверной

- оборудование, применяемое для кондиционирования серверных помещений, должно обладать высокой надежностью;

- суммарная мощность кондиционеров (без учета резервных) должна быть достаточной для поддержания температур в диапазоне от 18 до 24 градусов, а также предусматривать резерв на наращивание телекоммуникационного оборудования (расчет мощности кондиционера для серверной см. ниже);

- для кондиционирования серверных помещений должно быть предусмотрено 50% или 100% резервирование по количеству независимых кондиционеров (резервирование кондиционеров для серверной см. ниже);

- кондиционеры в серверных должны быть адаптированы для работы на охлаждение при отрицательных температурах наружного воздуха (низкотемпературные комплекты для кондиционирования серверных помещений см. ниже);

- с целью повышения безопасности телекоммуникационного и серверного оборудования, а также для равномерного износа кондиционеров, в наиболее важных серверных и дата-центрах рекомендуется применять блоки автоматики для управления работой кондиционеров (применение согласователя работы кондиционеров СРК-D см. ниже).

Какие кондиционеры применяются для кондиционирования серверных помещений

Кондиционирование серверных помещений с применением бытовых и полупромышленных сплит-систем:
В подавляющем большинстве случаев для кондиционирования небольших серверных помещений применение особо мощных и высоконадежных кондиционеров не является целесообразным и экономически оправданным. В таких случаях с поставленной задачей вполне успешно справляются кондиционеры бытовых и полупромышленных серий настенного, кассетного, канального или колонного типа, при условии их адаптации для работы при пониженных температурах наружного воздуха.
Основываясь на многолетнем опыте компании Ru-Klimat в организации кондиционирования серверных помещений для этих целей мы применяем проверенное на реальных объектах надежное оборудование среднего ценового диапазона – Dantex и Kentatsu , и высокого ценового диапазона – Daikin и Mitsubishi Electric .

Кондиционирование серверных помещений с применением прецизионных кондиционеров:
Кондиционирование серверных помещений относится к инженерным технологиям обеспечения промышленной безопасности, что накладывает повышенные требования к надежности применяемого оборудования. Поэтому для обеспечения необходимого температурного и влажностного режима в помещениях с особо важным телекоммуникационным и серверным оборудованием применяются специализированные и высоконадежные прецизионные кондиционеры. Такие кондиционеры способны поддерживать температуру в помещении с точностью до 1-го градуса.
Прецизионные кондиционеры обладают следующими основными преимуществами:

точность контроля и поддержания температуры до 1°С и влажности до 2%;
надёжность работы при непрерывной эксплуатации;
возможность работы в широком диапазоне температур (до минус 35°С);
совместимость с системами диспетчерского контроля и системами управления микроклиматом здания.

Использование прецизионных кондиционеров для кондиционирования серверных помещений является наиболее качественным и соответственно дорогим решением. Но высокая стоимость прецизионных кондиционеров в ряде случаев является неприемлемой для применения в небольших и не особо ответственных серверных помещениях.

Расчет мощности кондиционеров для серверной

Точный расчет необходимой мощности кондиционеров для серверных помещений является достаточно сложным проектным мероприятием, учитывающим множество исходных данных. На практике применяется упрощенный расчет мощности кондиционеров для серверной, который основывается на следующих исходных данных и корректировочных коэффициентах:

V - объем помещения серверной, м3;
P – потребляемая мощность серверного и вспомогательного оборудования, кВт;
T – теплопотери помещения. Расчетные теплопотери принимаются равными 0,03-0,04 кВт/м3;
К_serv – процент тепловыделения оборудования. Принимается как 80%-90% потребляемой оборудованием мощности;
К_ups – процент тепловыделения источников бесперебойного питания. Принимается как 20%-30% потребляемой оборудованием мощности;
К_al – процент резервной мощности кондиционеров, учитывающий непредвиденные обстоятельства и ситуации. Принимается как 10%-20% расчетной мощности кондиционеров.
K_up – процент резервной мощности кондиционеров, учитывающий возможное наращивание состава телекоммуникационного оборудования без изменения состава системы кондиционирования. Принимается как 10%-30% расчетной мощности кондиционеров;

Пример расчета мощности кондиционеров для серверной:
Если объем серверной равен 20 м3, а потребляемая мощность северного оборудования равна 10 кВт:
Расход мощности на теплопотери помещения M1 = V*T = 20*0,03 (0,04) = 0,6 (0,8) кВт
Расход мощности на тепловыделение оборудования M2 = P*K_serv = 10*80% (90%) = 8 (9) кВт
Расход мощности на тепловыделение источников бесперебойного питания M3 = P* К_ups =10*20% (30%) = 2 (3) кВт
Резерв мощности на нештатные ситуации M4 = (M1+M2+M3)* К_al = (0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3))*10% (20%) = 1,06 (1,28) кВт
Резерв мощности на развитие M5 = (M1+M2+M3)* K_up = (0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3))*10% (30%) = 1,06 (3,18) кВт.
Итоговая мощность кондиционеров M = M1+M2+M3+M4+M5 = 0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3) + 1,06 (1,28) + 1,06 (3,18) = 12,72 (17,26) кВт.
Итак, в приведенном примере необходимо установить кондиционеры (без учета резервных) суммарной мощностью примерно 15 кВт.

Резервирование кондиционеров в серверных помещениях

Кондиционирование серверных помещений необходимо проектировать с учетом 50% - 100% резервирования по количеству независимых установок. При 50% резервировании из 3-х кондиционеров единовременно работают только два, а третий находится в резерве. При 100% резервировании в проект закладывается удвоенное количество кондиционеров. Это делается из соображений безопасности – даже в случае внезапного выхода из строя нескольких кондиционеров, они могут быть полностью замещены резервными.
В любом случае при резервировании оборудование работает по переменному принципу: когда работает один - второй отдыхает. Таким образом, срок службы кондиционеров увеличивается.

Низкотемпературные комплекты для кондиционирования серверных помещений

В связи с тем, что оборудование серверных помещений необходимо охлаждать как летом, так и зимой, кондиционеры в серверных помещениях должны быть оборудованы низкотемпературными комплектами, позволяющими им работать при отрицательных температурах наружного воздуха. Зимний комплект состоит из регулятора давления конденсации (регулятор скорости вращения вентилятора), обогрева картера компрессора и обогрева дренажа. Обогрев дренажа необходим только в случае отвода конденсата на улицу, а в случае подключения дренажного трубопровода в канализацию здания он не нужен.
Для этих целей мы применяем кондиционеры оснащенные дистрибьютором в заводских условиях низкотемпературными комплектами "Иней", "Айсберг" и "Полюс".

Применение согласователя работы кондиционеров СРК-D

Согласователи работы кондиционеров СРК-D и СРК-DM предназначены для управления совместной работой двух или трех кондиционеров. Согласователь работы кондиционеров обеспечивает:

автоматическое управление системой кондиционирования, включающей 2 или 3 кондиционера;
попеременно включает кондиционеры, что обеспечивает равномерную выработку ресурса рабочих и резервного кондиционеров;
запускает кондиционер, находящийся в ждущем режиме, если работающий по каким либо причинам останавливается (например, аварийно);
обеспечивает функцию автоматического перезапуска кондиционеров при случайном пропадании и восстановлении электропитания;
включает в работу все кондиционеры, если температура воздуха в помещении превышает заданную;
исключает несанкционированное (случайное) отключение кондиционеров с индивидуального пульта управления;
при передаче сигнала "авария" от одного из кондиционеров, включает оставшиеся кондиционеры в работу системы постоянно, до устранения аварийного состояния;
измеряет температуру воздуха кондиционируемого помещения;
обеспечивает индикацию состояния кондиционеров, датчика температуры и самого СРК-D/DM;
обеспечивает возможность ввода с клавиатуры и контроля на дисплее установок температуры внешнего датчика температуры;
обеспечивает удаленный мониторинг системы кондиционирования по протоколу MODBUS (*только для моделей CPK-DM);
обеспечивает перевод всех систем кондиционирования работающих в автоматическом режиме управления в режим готовности (Standby) от удалённого сигнала управления ("сухой" контакт), что аналогично команде "ВЫКЛ." с пульта дистанционного управления.

Обращайтесь в Компанию Ru-Klimat и наши специалисты предоставят исчерпывающую информацию по интересующим Вас техническим решениям и климатической технике, подберут для Вас оптимальное оборудование по необходимой мощности и соотношению цена/качество, выполнят установку кондиционеров в серверной и других помещениях, выполнят гарантийное и сервисное обслуживание оборудования.

Читайте также: