Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Trendy w chłodzeniu centrów danych

Chłodzenie w centrach danych
Chłodzenie w centrach danych
Fot. pixabay.com

Coraz większa moc obliczeniowa i coraz wyższa efektywność energetyczna – przed takimi wyzwaniami stoją współczesne centra danych, a wśród nich systemy klimatyzacji, odpowiedzialne za blisko połowę energii zużywanej przez serwerownie.

Serwerownie – budynki mieszczące serwery, które z roku na rok przetwarzają coraz większe ilości danych, cechują się coraz większą gęstością mocy – wymagają odpowiednich systemów klimatyzacji, które będą utrzymywały niską temperaturę urządzeń niezależnie od zysków ciepła generowanych przez urządzenia czy temperatury zewnętrznej. Skuteczny odbiór zysków ciepła oznacza znaczne nakłady energii, dlatego producenci systemów klimatyzacji i projektanci centrów danych dążą do tego, by system klimatyzacji nie miał zbyt dużego udziału w zużyciu energii w serwerowni.

Czytaj też: Systemy chłodzenia centrów danych >>

O efektywności energetycznej centrów danych mówi wskaźnik PUE (Power Usage Effectiveness). Jest to całkowita energia obiektu odniesiona do energii zużywanej przez urządzenia IT. Na świecie można spotkać centra z PUE równym 1,07 (np. centrum danych Facebooka), a w Polsce już z PUE 1,1. Istnieje także wskaźnik informujący wyłącznie o efektywności systemów chłodzenia. Jest to pPUE (partial Power Usage Effectiveness), odnoszące się wyłącznie do energii elektrycznej zużytej na chłodzenie. pPUE jest zwykle wyższe (wynosi od 1,1 do 1,2).

Uzyskanie niskich wskaźników zarówno PUE, jak i pPUE możliwe jest tylko przy połączeniu odpowiednich rozwiązań technicznych i projektowych. Zadanie energooszczędności musi być także realizowane bez szkody dla niezawodności urządzeń oraz zgodnie z obowiązującym prawem (np. co do stosowania syntetycznych czynników chłodniczych). Energochłonność serwerowni można obniżać poprzez:

  • podwyższanie dopuszczalnej temperatury w serwerowni i większą tolerancję zmienności parametrów – jest to możliwe dzięki odpowiednim rozwiązaniom serwerów (szaf serwerowych);
  • wykorzystanie barier fizycznych i zabudowy do uszczelnienia tzw. zimnych korytarzy (brak mieszania powietrza zimnego i ciepłego);
  • optymalizację układu chłodzenia – stosowanie systemów chłodzenia adiabatycznego, zaprojektowanie i wykorzystanie tzw. ekonomizerów, wykorzystanie zjawiska free coolingu dzięki zastosowaniu odpowiednich urządzeń i rozwiązań projektowych;
  • stosowanie nowoczesnych, efektywnych urządzeń chłodniczych;
  • stosowanie źródeł odnawialnych;
  • wykorzystanie ciepła odpadowego na potrzeby powierzchni „nietechnicznej” obiektów serwerowni (ogrzewanie powierzchni biurowej, przygotowanie c.w.u).

Obecnie uwaga projektantów skierowana jest na szukanie oszczędności u źródła (tj. stosowanie wyższej temperatury w serwerowni) i optymalne wykorzystanie taniego, niskoenergetycznego i powszechnie dostępnego chłodu, jakim może być powietrze zewnętrzne do free coolingu i w coraz większym stopniu także odnawialne źródła energii. Stosowane rozwiązania muszą spełniać wymagania deklarowanego dla konkretnego centrum poziomu niezawodności (np. dla centrum danych Tier III i Tier IV wg standardów instytutu Uptime konstrukcja musi zapewniać 99,99% dostępności), co często wiąże się z zastosowaniem systemów redundantnych (urządzenia muszą mieć swoje odpowiedniki, które w razie awarii mogą w krótkim czasie przejąć ich zadania).

Mniejsze wymagania serwera

Klimatyzacja centrów danych nie może być rozpatrywana w oderwaniu od pracujących tam urządzeń – serwerów. Producenci, dostosowując je do coraz większej mocy obliczeniowej, rozwijają serwery także pod kątem temperatury operacyjnej. Mogą one nie tylko pracować w wyższej temperaturze, ale też cechują się większą tolerancją na zmienność temperatury czy wilgotności. Organizacja ASHRAE w najnowszym wydaniu swoich wytycznych rekomenduje dla centrów danych wyraźnie wyższą niż wcześniej temperaturę dopuszczalną i zalecaną. Temperatura powietrza nawiewanego może wynosić 18–27°C (przy wilgotności nawet 30–70%).

W większości centrów danych temperatura nie musi być niższa niż 24–25°C. Dla porównania, jeszcze 20 lat temu zalecana temperatura nawiewu wynosiła ok. 12°C – wynikało to m.in. z faktu, że parametrem sterującym pracą klimatyzacji była temperatura powrotu z serwerów, którą określono na 22–24°C (dziś ta sama wartość może wynosić 25–40°C). Podniesienie nastawy z 7–10 do 18–20°C umożliwia mniejsze zużycie energii na chłodzenie wody lodowej, a w efekcie – większe nawet o 40% oszczędności eksploatacyjne.

Większa efektywność chłodzenia

Przy zastosowaniu szaf klimatyzacji precyzyjnej z agregatami wody lodowej można zastosować dwa rozwiązania technologiczne: klimatyzację in-row (rzędową) lub klimatyzację z nadmuchem pod podłogę.W rozwiązaniu in-row szafy ustawione są w rzędach z szafami serwerowymi, tworząc tzw. zimne i ciepłe korytarze, które muszą być wyraźnie rozdzielone. Wymaga to od inżynierów projektujących serwerownie zastosowania odpowiednich układów architektonicznych z barierami fizycznymi, by powietrze z „przeciwnych” korytarzy nie mieszało się. Coraz popularniejszym rozwiązaniem jest chłodzenie adiabatyczne z wykorzystaniem odparowania i konwekcji. W takim układzie szafy serwerowe ustawione są przodem do siebie, co ułatwia wymuszony przepływ ciepłego powietrza, kierowanego do rooftopa z wymiennikiem krzyżowym.

W wymienniku powietrze chłodzi się dzięki parowaniu i konwekcji i może wrócić do serwerowni. Takie rozwiązanie jest zatem tym bardziej efektywne, im wyższa jest temperatura zewnętrzna. Chłodne powietrze kierowane jest od góry do komory mieszania, gdzie miesza się z powietrzem podgrzanym przez serwery. Po takim przygotowaniu i przefiltrowaniu trafia do nadmuchu podłogowego w pomieszczeniu z serwerami.W rozwiązaniu z nadmuchem przez podłogę techniczną (podwyższoną) zimne powietrze doprowadzane jest bezpośrednio do każdej szafy serwerowej, a „gorąca” przestrzeń między nimi stanowi pewien bufor na wypadek awarii.

Dzięki takiemu rozwiązaniu rozkład ciepła w obszarze serwera jest równomierny, co dobrze wpływa na jego żywotność. Ważne, by stosować tu kratki podłogowe zapewniające równomierne rozprowadzanie powietrza o właściwej temperaturze – np. o zmiennej wydajności powietrza lub rozwiązania modułowe, które wydajnie obsługują mikrostrefę serwerowni, a w przypadku zmiany rozkładu pomieszczenia mogą zostać łatwo przeniesione w nowe miejsce.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[chłodzenie, klimatyzacja, efektywność energetyczna, systemy klimatyzcji, centra danych, zużycie energii, powietrze, free cooling, OZE, odnawialne źródła energii]

   25.10.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jakie są korzyści z montażu stropów z rekuperacją w salach operacyjnych »

rekuperacja w salioperacyjnej

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy automatyzacja klimatyzacji musi być droga »

automatyzacja klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
5/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w zakładach WOD-KAN
  • - Filtry antysmogowe do central
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl