Odprowadzanie ciepła

Możemy przyjąć, że niemal 100% energii elektrycznej jest zamieniane na ciepło.

Możemy przyjąć, że niemal 100% energii elektrycznej jest zamieniane na ciepło.

Zalecane warunki klimatyczne w serwerowni to temperatura pomiędzy 21 a 26 stopni Celsjusza i wilgotność względna w zakresie 30-50%. Utrzymywanie zbyt niskiej temperatury wiąże się z niepotrzebnymi dodatkowymi kosztami. Zbyt niska wilgotność powoduje gromadzenie ładunków elektrostatycznych, zbyt wysoka może powodować korozję elementów. Niska temperatura i jednocześnie wysoka wilgotność powietrza może spowodować skraplanie się pary wodnej w urządzeniach i w rezultacie zwarcie. Czym może się skończyć zbyt wysoka temperatura dla serwerów i innych urządzeń nie trzeba chyba nawet pisać. Skoro wiemy już, dlaczego ważne jest utrzymanie odpowiednich warunków klimatycznych, zastanówmy się, jak to zrealizować.

Klimatyzacja komfortu

Nie zawsze inwestycja w drogą klimatyzację precyzyjną jest konieczna. Przyzwoite warunki w serwerowni mogą zapewnić tzw. klimatyzatory komfortu (te często stosowane w biurach i mieszkaniach) typu split, czyli składające się z dwóch jednostek: wewnętrznej i zewnętrznej. Musimy jednak pamiętać, że system będzie pracował cały rok i zadbać o spory nadmiar mocy urządzenia (rzędu kilkudziesięciu procent) - z pewnością zdarzą się takie warunki (np. 40-stopniowy upał), kiedy urządzenie osiągnie dużo niższą wydajność niż katalogowa. Pamiętajmy, że urządzenie powinno zapewniać nie tylko odpowiedni zakres temperatur, lecz także wilgotności. Jeśli nie uda się takiego zapewnić, konieczne może okazać się wyposażenie serwerowni w oddzielny nawilżacz, klimatyzatory bowiem mają tendencję do przesuszania powietrza.

Należy też zadbać o redundancję - tak naprawdę potrzebne będą dwie jednostki, z których każda jest w stanie poradzić sobie z ciepłem generowanym przez urządzenia, tym bardziej że klimatyzatory komfortu nie są przeznaczone do całodobowej i całorocznej pracy, i zawsze wtedy istnieje ryzyko wystąpienia awarii. Istotną wadą klimatyzacji komfortu jest brak możliwości tzw. wolnego chłodzenia (free cooling), czyli wykorzystywania zewnętrznego chłodu w okresach niższych temperatur na zewnątrz. Ciekawym pomysłem wydaje się połączenie klimatyzacji komfortu i wentylacji. Układy są wówczas uruchamiane naprzemiennie w zależności od temperatury zewnętrznej. Mimo że wiąże się to z dodatkową inwestycją, i tak jest dużo tańszym rozwiązaniem niż profesjonalna klimatyzacja precyzyjna, a pozwala ograniczyć koszty eksploatacyjne w okresie zimowym i dać wytchnienie pracującej przez większość roku klimatyzacji. Warto dodać, że dzięki naturalnym właściwościom powietrza działanie wentylacji w okresie zimowym, podobnie jak latem klimatyzacja, zapewni znaczną redukcję wilgoci w serwerowni.

Po wpisaniu w wyszukiwarkę internetową hasła zapotrzebowanie mocy chłodniczej bez trudu znajdziemy mnóstwo formularzy, które w sposób przybliżony pomogą dobrać klimatyzator odpowiedniej wydajności. Link do przykładowego rozwiązania zamieszczamy w tabeli z użytecznym oprogramowaniem.

Klimatyzacja precyzyjna

Odprowadzanie ciepła

Efektywność wykorzystania energii w przetwarzaniu danych

Dla dużych serwerowni i w centrach danych takie "domowe" rozwiązanie, oparte na klimatyzatorach komfortu, nie będzie wystarczające. Szafy z serwerami zwykle cechuje duża gęstość mocy cieplnej (ciepła przypadającego na metr kwadratowy), i aby je skutecznie wyprowadzić - przy jednoczesnym zapewnieniu właściwego poziomu wilgotności - należy zastosować tzw. klimatyzację precyzyjną.

Oprócz zalet wspomnianych powyżej, jej istotną przewagą nad klimatyzacją komfortu są możliwość zdalnego monitorowania oraz wspomniany już free cooling. Systemy te na ogół rozprowadzają schłodzone powietrze pod szafy serwerowe przez kanały w podłodze technicznej. Dostępne są też rozwiązania niewymagające podniesionej podłogi. Pobierają wówczas ciepłe powietrze z górnej strefy pomieszczenia i tłoczą zimne powietrze równolegle do podłogi. Klimatyzacja precyzyjna ma budowę modułową, co pozwala na łatwą jej rozbudowę w miarę wzrastających potrzeb.

Bezpośrednie chłodzenie szaf

Dostępny jest jeszcze jeden sposób chłodzenia - specjalne klimatyzatory montowane bezpośrednio na szafach. Ich zaletą jest możliwość usuwania "u źródeł" ciepła z wydajnością sięgającą nawet 40 kW. Urządzenia mniej wydajne oparte są na wymiennikach ciepła powietrze/powietrze bądź bardziej wydajnych - powietrze/ciecz.

Urządzenia powietrze/powietrze mogą pomóc nam w walce z gorącymi punktami (tzw. hot-spots), choć przed ich zastosowaniem warto zastanowić się, czy nie ma innej, prostszej i tańszej metody (por. ramka: Wydzielanie stref). Wydajne klimatyzatory oparte na wymiennikach powietrze/ciecz pozwalają precyzyjnie zapanować nad warunkami każdej z szaf i ograniczyć chłodzenie całego pomieszczenia.

Jeśli zdecydujemy się na bezpośrednie chłodzenie szaf, musimy zaakceptować obecność w serwerowni rur z cieczą służącą do wymiany ciepła, co u niejednego administratora wywoła obawy. Z drugiej strony, skoro godzimy się na chłodzenie procesorów cieczą, to dlaczego nie odprowadzać w ten sposób ciepła od całych szaf z serwerami.

Kontrola warunków klimatycznych serwerowni

O ile klimatyzacja precyzyjna daje się łatwo zarządzać i monitorować, o tyle w przypadku klimatyzacji komfortu powinniśmy zadbać o monitoring warunków panujących w serwerowni. Dzięki temu o wszelkich anomaliach powinniśmy wiedzieć, zanim będzie za późno na interwencję.

Dostępne są czujniki temperatury, wilgotności czy wycieków. Wielu producentów wyposażenia centrów danych oferuje oprogramowanie do monitorowania i zarządzania infrastrukturą tego typu obiektów. Także niektóre programy do monitorowania usług sieciowych mają predefiniowane reguły i potrafią łatwo komunikować się z tego rodzaju czujnikami. Ponieważ urządzenia takie na ogół udostępniają informacje przez SNMP bądź XML, dostosowanie jakiegokolwiek programu monitorującego do korzystania z nich nie powinno być trudne.

Wydzielanie stref zimnych i gorących

Niezależnie od tego, jak zrealizujemy problem odprowadzania ciepła od urządzeń, powinniśmy dbać o wydzielenie stref zimnych i gorących. Chłodzenie tych drugich jest pozbawione sensu i może wygenerować jedynie niepotrzebne koszty. Naszym celem powinno być dbanie o utrzymanie właściwych parametrów w strefach zimnych, czyli tam, skąd urządzenia zasysają powietrze do chłodzenia. Ważne jest też uporządkowanie kabli (korzystając z organizatorów), by nie utrudniały cyrkulacji. Powinniśmy starannie unikać dopuszczania do powrotu powietrza ze stref gorących do zimnych, np. przez stosowanie przegród i zaślepiając niewykorzystane przestrzenie racków.


TOP 200