Системы охлаждения в ЦОД являются горячей и актуальной темой. На сегодняшний день классической схемой кондиционирования стала схема с выделением холодных и горячих коридоров. Согласно ей стойки с ИТ-оборудованием располагаются в ряды по 6-20 шт. боковыми поверхностями друг к другу, а фронтальными – строго в одну сторону. Соответственно, с другой стороны ряда видна только тыльная сторона стоек.

Данная схема позволяет:

• организовать упорядоченную и логичную структуру ЦОД,


• обеспечить удобный доступ и сервис оборудования,


• повысить теплоотвод от одной стойки до 7кВт,


• повысить эффективность системы кондиционирования,


• снизить мощности вентиляторов кондиционеров ввиду более упорядоченной схемы движения воздуха и др.

Однако прогресс не стоит на месте и инженеры по системам кондиционирования всё чаще сталкиваются с ещё более высокой плотностью тепловыделений, требующей решений как с точки зрения климатического оборудования, так и от архитектуры помещения. Практически каждая рекомендация гласит о необходимости максимального снижения перемешивания холодного и горячего потоков воздуха. Один из способов добиться этого – изолировать холодные или горячие коридоры: установить герметичные двери по торцам, а из специальных панелей сделать в коридоре потолок.

Но встает вопрос: какой именно коридор изолировать – холодный или горячий? Что выгоднее и в каких случаях? Данная статья посвящена ответу на этот вопрос.

Особенности ЦОД с изолированными коридорами

Но для начала необходимо обозначить следующие особенности, присущие ЦОД с изолированными коридорами не зависимо от их температуры (пожалуй, большинство из них являются минусами изолированных коридоров):

• Очевидно, что стойки должны располагаться согласно архитектуре холодных/горячих коридоров.
• Возможны потенциальные проблемы с пожарными службами по вопросу появления новой пожарной зоны в помещении.
• Усложнится доступ к стойкам (и к внутрирядным кондиционерам и ИБП при их наличии в ряду).
• Средняя температура в помещении (она же – рабочая температура для обслуживающего персонала) станет близкой к температуре неизолированного коридора.
• Усложнится процесс расширения ЦОД: установка дополнительных стоек потребует переноса дверей и монтажа новых потолочных панелей.
• Заметно уменьшится аккумулирующий объем воздуха, повышающий температурную инерционность ЦОД, что особенно важно в случае аварийного отключения систем кондиционирования. Другими словами, ранее при неработающих кондиционерах через стойки циркулировал и нагревался воздух всего помещения, т.е. объем воздушного аккумулятора равен объему помещения, инерция велика, время до отключения стоек составляло до 30 и более минут. При изолировании любого из коридоров Объем аккумулятора практически равен объему коридора и время до отключения падает до нескольких минут, т.к. вентилятор в стойке просто не способен прокачать воздух по всему воздушному контуру так, как это делает кондиционер.

Ниже проиллюстрировано распределение температур воздуха на высоте 1.5м (5 футов) при неизолированных коридорах и изолированном холодном. Температура на входе в кондиционер составляет 23.9C (75F) и 29.4C (85F) соответственно. Заметим, что во втором случае потребовалось на 2 кондиционера меньше.

(Рисунок)

На самом деле, не очень понятно, почему в сравнении использовалась разная температура теплого потока. В результате становится невозможным сделать однозначный выбор в пользу той или иной архитектуры.

Сравнение архитектур с изолированными холодными и горячими коридорами

Сравнивая между собой архитектуры ХИК (холодные изолированные коридоры) и ГИК (горячие изолированные коридоры) необходимо иметь ввиду следующее:

• При ГИК температура холодного коридора, будет выше, чем при ХИК, что повысит температуру входящего в стойки воздуха, что может негативно сказаться на их работе.
• Изменится уровень шума в помещении. В изолированном коридоре он будет заметно выше, чем вне его.
• Учет типа используемой системы охлаждения:
  • охлаждение шкафными кондиционерами (“внешнее” охлаждение),
  • охлаждение внутрирядными кондиционерами (“внутреннее” охлаждение).

В данном случае термины “внешний” и “внутренний” используются по отношению к коридору: или кондиционер расположен снаружи коридора или входит в его состав.

Особенности изоляции горячего коридора при внешнем охлаждении

• Общая температура в помещении ЦОД будет ниже.
• Существует риск подачи к стойкам слишком теплого воздуха.
• Возникает необходимость в воздуховодах от горячего коридора до кондиционера, а также распределительный коллектор между кондиционерами. Как вариант, для решения данной проблемы допустимо использовать пространство за фальшпотолком.
• Требуется пространство над стойками (в том числе и фальшпотолок (см. предыдущий пункт))
• ГИК сложно монтируется в уже существующем ЦОД (из-за требования в наличии воздуховодов для горячего воздуха).

Особенности изоляции горячего коридора при внутреннем охлаждении

• Общая температура в помещении ЦОД будет ниже.
• Существует риск подачи к стойкам слишком теплого воздуха.
• Не требуется высокий фальшпол. Часто заявляется об отсутствии необходимости в фальшполе вовсе, однако трубопроводы всё-таки лучше располагать под фальшполом, а не над стойками.
• Множество трубопроводов, фитингов и соединений расположено в самом сердце ЦОД, не исключающих потенциальные протечки. Причем их число удваивается при наличии дренажа и увлажнителей.

Особенности изоляции холодного коридора при внешнем охлаждении

• Сфокусированное охлаждение с теплосъемом до 15кВт со стойки. Термин “сфокусированное” означает, что предприняты все меры по снижению температуры воздуха на входе в стойку, т.е. в фокус взято максимальное охлаждение ИТ-обордования (в чем, собственно, и суть системы кондиционирования ЦОД).
• Гарантируется холодная температура воздуха на входе в стойку.
• Простая установка в существующий ЦОД: достаточно установить потолок и двери. Как размещение ИТ-оборудования, так и шкафных кондиционеров остается неизменным, а занимаемое новыми конструктивами место пренебрежительно мало.
• Доступ к основной (фронтальной) стороне стойки требует преодоления лишней двери.

Особенности изоляции холодного коридора при внутреннем охлаждении

• Сфокусированное охлаждение с теплосъемом выше 30кВт со стойки.
• Гарантируется холодная температура воздуха на входе в стойку.
• Допустимо использовать вместе со шкафными кондиционерами. В этом случае холодный коридор заполняется холодным воздухом от кондиционеров двух типов.
• Возможно использование архитектуры Liebert XD с охлаждающими блоками внутрирядного (Liebert XDH), надстоечного (Liebert XDV) и надкоридорного (Liebert XDO) типов.

Подводя итоги отметим, что сегодня некоторые усилия прикладываются к повышению рабочих температур ЦОД. В частности, блейд-сервера адекватно работают при температуре на входе до +30С. Следовательно, на выходе будет от 37С и выше. Очевидно, что в такой ситуации логичнее изолировать именно горячий коридор. Поэтому, в перспективе видится переход от традиционной сегодня архитектуры ХИК к более высокотемпературной ГИК.

Автор: Хомутский Юрий