Системы изоляции коридоров

Одним из наиболее действенных методов повышения энергоэффективности современного ЦОДа и снижения затраты на его эксплуатацию являются системы изоляции. По-другому их называют системами контейнеризации горячих и холодных коридоров. Дело в том, что основным потребителем избыточной мощности ЦОД является система холодоснабжения. Соответственно, чем меньше нагрузка на нее (уменьшение счетов за электричество, равномерное распределение нагрузки, снижение износа инженерных систем), тем выше энергоэффективность (соотношение общей потраченной мощности к полезной (израсходованной на ИТ-нагрузку) мощности).
Данный подход получил широкое распространение. Это общепринятый стандарт эксплуатации как мировых, так и в российских дата-центров. Что нужно знать о системах изоляции для того, чтобы использовать их максимально эффективно?
Для начала как в целом устроена и как работает система охлаждения. В дата-центре расположены монтажные шкафы (стойки), в которых установлено ИТ-оборудование. Это оборудование нуждается в постоянном охлаждении. Чтобы избежать перегрева, необходимо подавать холодный поток воздуха к передней двери шкафа и забирать горячий, выходящий из задней части. Но, если между двумя зонами холодной и горячей нет барьера, оба потока могут смешиваться и тем самым снижать охлаждение и увеличивать нагрузку на кондиционеры.
Для того, чтобы предотвратить смешивание горячего и холодного воздуха, нужно построить систему контейнеризации воздуха.
<img src="" alt=image/>

Принцип действия: закрытый объем (контейнер) аккумулирует охлажденный воздух, не давая ему смешиваться с горячим и позволяя высоконагруженным шкафам получать достаточное количество холода.

Расположение: воздушный контейнер должен находиться между двумя рядами монтажных шкафов или между рядом шкафов и стеной помещения.

Конструкция: все стороны контейнера, которые разделяют горячую и холодную зоны, должны быть отделены перегородками так, чтобы холодный воздух проходил только через ИТ оборудование.

Дополнительные требования: контейнер не должен препятствовать установке и работе ИТ-оборудования, прокладке коммуникаций, работе систем мониторинга, освещения, пожаротушения, а также уметь интегрироваться в систему контроля доступа машзала.
Стоимость: это достаточно позитивный момент. Во-первых, система контейнеризации далеко не самая затратная часть все системы кондиционирования. Во-вторых, она не требует в дальнейшем расходов на обслуживание. В-третьих, она положительно влияет на экономию, так как разделение потоков воздуха и устранение точек локального перегрева снижает и равномерно распределяет нагрузку между кондиционерами. В целом экономический эффект зависит от масштаба машинного зала и архитектуры охлаждения.

Рекомендация: в случае замены ИТ-оборудования на более производительное не всегда обязательно обновлять кондиционеры на более мощные модели. Иногда бывает достаточно сделать монтаж системы изоляции, что позволит получить 510% резерва холодопроизводительности.

Варианты систем изолирования, рассмотренные в первых двух частях, больше подходят для использования в зданиях, которые изначально не были предназначены для функционирования в качестве ЦОД. Каждый из них имеет определенные ограничения на масштабирование: это либо цена, либо производительность на стойку. Новые высокопроизводительные дата-центры требуют других модернизированных решений что, в свою очередь обуславливает особенности подходов к строительству помещений под ЦОД.

Горячий коридор

Принцип действия:

холодный поток подается в общий объем машзала, горячий поток удаляется с помощью вытяжного короба.

Установка стоек:

шкафы установлены рядами тыльной частью друг к другу. Холодный поток может поступать через фальшпол, либо выдуваться кондиционерами прямо в общий объем зала. Горячий воздух выбрасывается через вытяжной короб в пленум (пространство за фальшпотолком) и поступает обратно в кондиционеры.

Плюсы:

• обеспечивается плотное расположение шкафов в помещении,
• возможно построение системы холодоснабжения как на базе обычных шкафных кондиционеров, так и с использованием систем типа Kyoto Cooling для достижения требуемой энергоэффективности,
• легко масштабируется в рамках не только одного, но и нескольких коридоров,
• комфортное нахождение персонала в помещении.

Минусы:

к помещению выдвигаются специальные требования, реализация которых возможна только на стадии строительства здания.

Конструктивные особенности:

• требуется помещение с высоким потолком и возможностью создания выделенного пленума под удаление горячего воздуха,
• контейнер изолируется по внешнему периметру коридора,
• в шкафах необходима изоляция переднего фронта и воздушная заслонка, а также изоляция всех крыш,
• для торцевых шкафов коридора нужна изоляция боковых сторон шкафа и цоколя по внешнему периметру,
• для вытяжного короба требуется изолированное прилегание к верхнему пленуму.

Кому подходит:

средним и крупным машзалам с высокой нагрузкой (до 10 кВт на стойку).

Изоляция горячего коридора

Принцип действия:

холодный поток может поступать через фальшпол либо выдуваться кондиционерами прямо в общий объем зала. Горячий воздух удаляется с помощью вытяжного вертикального короба, установленного на шкафу. Он выбрасывается через короб в пленум и поступает обратно в кондиционеры.

Установка стоек:

шкафы могут быть установлены в произвольном порядке, но для оптимизации пространства машзала обычно ставятся рядами.

Плюсы:

• решение легко масштабируется в рамках как одного, так и нескольких коридоров,
• комфортное нахождение персонала в помещении.

Минусы:

• требуются специализированные серверные шкафы,
• серверное помещение должно быть достаточно высоким для организации верхнего пленума.

Конструктивные особенности:

• серверные шкафы должны быть достаточной глубины для устройства горячей зоны в задней части шкафа и с возможностью установки воздуховодов,
• помещение должно предусматривать пленум для возврата горячего воздуха в кондиционеры.

Кому подходит:

средним и крупным машзалам с высокой нагрузкой (до 10 кВт на стойку).

Холодный коридор

Принцип действия:

холодный поток подается в закрытый коридор через вертикальный короб, установленный на шкафу. Горячий воздух выбрасывается в общий объем зала и поступает обратно в кондиционеры. Это решение используется в случае установки холодильных машин над машзалом для минимизации пути воздушного потока.

Установка стоек:

шкафы установлены рядами фронтальной стороной друг к другу.

Плюсы:

• обеспечивается плотное расположение шкафов в помещении,
• удобно при подаче холодного потока сверху,
• решение легко масштабируется в рамках как одного, так и нескольких коридоров.

Минусы:

• к помещению выдвигаются специальные требования, реализация которых возможна только на стадии строительства,
• некомфортное нахождение персонала в помещении

.

Конструктивные особенности:

• требуется помещение с высоким потолком и возможностью создания выделенного пленума под холодный поток,
• контейнер изолируется по внутреннему периметру коридора,
• в шкафах необходима изоляция переднего фронта и воздушная заслонка,
• для вертикального короба требуется изолированное прилегание к верхнему пленуму

.

Кому подходит:

средним и крупным машзалам с высокой нагрузкой (до 10 кВт на стойку).