Sztuka nawiewu

Jeżeli obciążenie cieplne nie przekracza 200 W/m2, a serwerownia ma charakter półprofesjonalny, z reguły można ograniczyć się do zwykłych klimatyzatorów typu split. Nazwa ta wzięła się stąd, że w takich systemach wymienniki ciepła są montowane na zewnątrz budynku, a wewnątrz chłodzonego pomieszczenia są umieszczane jedynie parowniki, podające schłodzone powietrze. Klimatyzatory typu split są projektowane pod kątem chłodzenia całych pomieszczeń. "Optymalna temperatura wewnątrz pomieszczenia nie oznacza, że ciepło z urządzeń jest sprawnie odprowadzane. Nawiew może bowiem tworzyć zawirowania, utrudniające odpływ ciepłego powietrza z najbliższego otoczenia urządzeń" - wyjaśnia Michał Zalewski, kierownik zespołu ds. budowy ośrodków obliczeniowych w IBM Polska w Warszawie. Najlepiej zbadać to doświadczalnie, mierząc temperaturę powietrza tuż przy szafach. Warunkiem poprawnego działania klimatyzacji z nawiewem do pomieszczenia jest użycie szaf przemysłowych ze ścianami perforowanymi, ułatwiającymi cyrkulację powietrza.

Gdy planowane jest większe obciążenie pomieszczenia, specjaliści radzą stosowanie profesjonalnych szaf klimatyzacyjnych. Są to urządzenia klasy przemysłowej, które z reguły zapewniają nie tylko utrzymanie w pomieszczeniu stałej temperatury, ale także wilgotności. W przeciwieństwie do urządzeń typu split szafy klimatyzacyjne zawierają w jednej obudowie wymienniki ciepła, parowniki i elektronikę sterującą. Szafy klimatyzacyjne zazwyczaj są stosowane po to, by nawiewać schłodzone powietrze bezpośrednio w kierunku chłodzonych urządzeń. W większości przypadków nawiew odbywa się od dołu, co wiąże się z koniecznością budowy podniesionej podłogi. "Jeżeli wartość 200 W/m2 rzeczywiście nie zostanie przekroczona, stosowanie podniesionej podłogi nie jest bezwzględną koniecznością. Powyżej tej wartości nawiew spod podłogi jest jednak nie do uniknięcia" - przekonuje Jacek Kowalski.

Aby nawiew od dołu właściwie spełniał zadanie, niezbędne jest umieszczenie serwerów w szczelnych szafach przemysłowych, tzn. takich, których ścianki nie mają perforacji. Dzięki temu chłodne powietrze będzie penetrować urządzenia pod wyższym ciśnieniem, a tym samym sprawniej odprowadzać z nich ciepło. Gdy wskaźnik obciążenia cieplnego pomieszczenia nie przekracza 500 W/m2, ciepło znad szaf może być odprowadzane drogą naturalnej konwekcji. Powyżej 500 W/m2 pojawia się potrzeba odsysania go za pomocą umieszczonych nad szafami wentylatorów i kanałów, podobnych do tych, jakie nawiewają powietrze od dołu (czyli zastosowanie w pełni wymuszonego obiegu powietrza). "Dobrze zaprojektowana instalacja klimatyzacyjna, przy zachowaniu kilku dodatkowych warunków, pozwala na bezpieczne obciążenie pomieszczenia nawet do 800 W/m2" - twierdzi Michał Zalewski.

Klimatyzowane pomieszczenia powinny być możliwie szczelne. Wskazane, by system klimatyzacyjny zo- stał zaprojektowany i skonfigurowany w taki sposób, aby w chłodzonym pomieszczeniu zapewnić niewielkie nadciśnienie, najczęściej rzędu 10%. Jego rolą jest niedopuszczenie do inwazji cieplejszego powietrza z otoczenia i zapobieganie cofaniu się powietrza ogrzanego przez chłodzone urządzenia. W praktyce przyjmuje się, że w ciągu jednej godziny powietrze w centrum danych powinno być wymienione od 1 do 1,5 raza.

Ważne szczegóły

Ze względu na to, że klimatyzator może ulec awarii, należy przygotować się na zakup n+1 jednostek, gdzie n oznacza liczbę jednostek o łącznej, maksymalnej mocy, nieznacznie przekraczającej całkowite planowane zyski ciepła w pomieszczeniu. Klimatyzatory mogą pracować wg dwóch strategii: albo działają naprzemiennie z prawie całą dostępną mocą, albo dwa lub więcej urządzeń działa równolegle przy mniej więcej równym obciążeniu. W obu przypadkach dąży się do tego, by wszystkie urządzenia można było wzajemnie zastępować oraz by "starzały się" w podobnym tempie. Która strategia jest lepsza? "Naprzemienna praca pozwala w planowy sposób dokonywać przeglądów urządzeń. Cykliczność pracy sprawdza się zwłaszcza tam gdzie instalacja składa się z trzech i więcej niezależnych jednostek" - mówi Jacek Kowalski. Opinie są jednak podzielone. "Strategia pracy równoległej wymaga mniej automatyki sterują-cej i czynności administracyjnych, a to obniża koszty. Przynosi ona także wydłużenie cyklu życia urządzeń klimatyzacyjnych z, powiedzmy, 10 do 15 i więcej lat" - kontrargumentuje Dean Carson, dyrektor WSP Polska, oddziału brytyjskiej firmy doradczej w branży inżynieryjnej, która pomagała m.in. przy budowie centrum danych Energis Polska w Piasecznie.