Reklama
 
 
 
Wysoka gęstość mocy (High Density) w Data Center
Ocena użytkowników: / 3
SłabyŚwietny 
Data dodania: 02.07.2014  |  Autor: Michał REDLICH, Kamil SKOWRON

Rosnące wymagania w Centrach Przetwarzania Danych (Data Center) w dążeniu do optymalizacji kosztów i maksymalizacji wykorzystywanej powierzchni przy zachowaniu wysokiej niezawodności systemów powodują problemy związane z tzw. punktami wysokiej gęstości mocy (z ang. High Density).Czym są te złowieszczo brzmiące obszary? W skrócie jest to przestrzeń w serwerowni, gdzie występują duże zyski ciepła. Powodem są szybko rozwijające się technologie IT generujące coraz większe moce obliczeniowe, natomiast większe moce obliczeniowe determinują większy pobór prądu, który praktycznie w całości przetwarzany jest na ciepło emitowane z serwerów.

 

 

W tej chwili, popularyzacja technologii serwerów blade powoduje, że praktycznie każdy administrator IT, nawet niewielkiej serwerowni, może stanąć przed wyzwaniem odprowadzenia ciepła z mocno obciążonej szafy. Każdy elektryk potwierdzi, że doprowadzenie dużej ilości mocy elektrycznej do szafy rack nie jest problemem – należy jedynie zastosować kable o odpowiednim przekroju lub odpowiedni szynoprzewód. Natomiast z odprowadzeniem ciepła to już inny problem.

Czasy, gdy średnia moc na szafę rack z serwerami wynosiła 2÷3 kW już dawno minęły – przed nami wyzwania rozwiązań w jaki sposób skutecznie odprowadzić 15, 20, a nawet 40 kW z jednej szafy IT?

FAST Group jako firma inżynierska w zakresie budowy Data Center oraz wyłączny przedstawiciel producentów na Polskę ma opracowaną technologię łączącą najlepsze produkty na rynku tworząc spójne rozwiązanie o nazwie HDCool.

Ogólne rozwiązania polecane przez inżynierów firmy to:

  • rozstawienie szaf klimatyzacyjnych w celu zapewnienia prawidłowych przepływów zimnego powietrza,
  • wydzielenie korytarzy (stref) zimnych i gorących,
  • uszczelnienie pomieszczenia, wszelkich przejść w podłodze technicznej, pustych części szaf IT,
  • zabudowa zimnego korytarza,
  • stosowanie specjalnych kratek nawiewnych typu DirectAire i przepustnic SmartAire,
  • zastosowanie modułów aktywnej podłogi PowerAire.

 

2014-06-27-1

 

Na podstawie doświadczeń w tekście przybliżone zostały zagadnienia High Density na dwie podstawowe kategorie: pierwotne i wtórne.

Problemy pierwotne powstają na etapie koncepcji i projektu, kiedy klient specyfikuje swoje oczekiwania np. 20 kW mocy z szafy rack i oczekuje zastosowania odpowiednich rozwiązań technicznych, aby osiągnąć zamierzony efekt. Chce przy tym zachować odpowiedni współczynnik PUE – czyli efektywności energetycznej.

Problemy wtórne natomiast powstają w działających już serwerowniach, gdzie dalsza rozbudowa infrastruktury IT nie była przewidziana na etapie projektowym lub też prowadzona jest w nieoptymalny, chaotyczny sposób.

 

 

Jak rozwiązać wtórny problem high density?

Kłopoty pojawiają się głównie w serwerowniach eksploatowanych jakiś czas lub też w serwerowniach, gdzie sprzęt został nierównomiernie rozlokowany w szafach rack. Proponowane rozwiązania często wiążą się z dużymi nakładami finansowanymi – dostawianiem kolejnych szaf klimatyzacyjnych, niechcianymi pracami prowadzonymi w serwerowni. Jeśli tylko dysponujemy odpowiednim bilansem chłodu i powietrza – czyli dysponujemy mocą chłodniczą nie mniejszą niż ilość ciepła generowanego w serwerowni i mamy odpowiedni przepływ powietrza, jesteśmy w stanie poradzić sobie z tym szybko i skutecznie przy stosunkowo niewielkich nakładach finansowych.

Istnieje szereg rozwiązań pozwalających na kontrolę powietrza dystrybuowanego spod podłogi technicznej zwiększając jego efektywność. Z jednej strony zwiększamy efektywność chłodzenia, a z drugiej strony ograniczamy straty – co procentuje mniejszymi opłatami za energię elektryczną i niższym zużyciem sprzętu:

  • Direct Aire – to specjalnie zaprojektowane kratki nawiewne pozwalające na osiągnięcie współczynnika TAC (Total Air Capture) na poziomie 93%. Oznacza to, że 93% powietrza wydmuchiwanego przez kratkę trafi na front szafy rack. Sama kratka pozwala na wychłodzenie nawet do 25 kW z szafy rack (przy zastosowaniu tzw. zamknięcia zimnego korytarza);


    2014-06-28-1

  • Smart Aire – jest to inteligentna przepustnica powietrza ze sterownikiem odpowiedzialnym za utrzymanie zadanej temperatury w szafie IT. Opcjonalnie może być wyposażona w czujnik ciśnienia w przypadku montażu w zabudowanych zimnych korytarzach (kioskach). Pozwala kontrolować ilość nadmuchiwanego powietrza w zależności od zapotrzebowania, zmniejszając straty i pozwalając wykorzystać jego nadwyżkę w innych punktach serwerowni.



    2014-06-28-2



  • Power Aire – moduły aktywnej podłogi będące połączeniem specjalnej kratki nawiewnej i w zależności od wersji jednego (PowerAire) bądź czterech (PowerAire Quad) wentylatorów. Całość oczywiście kontrolowana jest przy pomocy regulatora mikroprocesorowego i zestawu czujników temperatury. Zastosowanie modułów podłogowych Power Aire pozwala na całkowite wyeliminowanie tzw. „hot spotów” w serwerowni, jak również pozwala na skuteczne schłodzenie szaf o dużej gęstości mocy – nawet do 40 kW na szafę. Największą zaletą tego rozwiązania jest jego prostota i elastyczność, ponieważ moduły zasilane są ze zwykłego gniazda 230 V pobierając niewielką moc, maksymalnie na poziomie 400 W. Implementacja modułu może zostać wykonana przez nieprzeszkoloną osobę w kilka minut, zgodnie z zasadą Plug&Play – w przypadku identyfikacji punktu wysokiej gęstości mocy wystarczy jedynie wyjąć zwykłą kratkę i osadzić moduł PowerAire. Równie prosto moduł można zdemontować i przenieść w inne miejsce.

 

2014-06-28-3

 

Jak rozwiązać pierwotny problem High Density (HD)?

Podczas projektowania Data Center, klienci mają coraz większe oczekiwania. Szafy IT generujące 20, 25 i więcej kilowatów ciepła to już teraźniejszy problem i prawdziwe wyzwanie dla inżynierów, z którym nie raz już sobie radziliśmy. Od lat trwa dyskusja, czy lepszym rozwiązaniem w strefach HD jest klimatyzacja rzędowa (in-row) czy też ta z nadmuchem pod podłogę, czy bardziej efektywne jest zamykanie zimnego czy ciepłego korytarza.

Jak w każdym sporze prawda leży gdzieś pośrodku – to co należy jednak podkreślić, to że każde rozwiązanie działa i w każdej konfiguracji można osiągnąć odpowiednią wydajność chłodzenia. Zgodnie ze sprawdzonym pomysłem i doświadczeniem FAST Group, najbezpieczniejsze, efektywne kosztowo i wydajne jest chłodzenie pod podłogą techniczną wraz z zamknięciem zimnej strefy.

Nadmuch pod podłogę gwarantuje optymalne doprowadzenie zimnego powietrza do każdego punktu w serwerowni, a otwarta gorąca strefa gwarantuje bufor przyjęcia ciepła, wydłużając czas bezpiecznej pracy serwerowni podczas awarii klimatyzacji. W przypadku zamknięcia strefy gorącej czas potrzebny do osiągnięcia temperatury krytycznej powodującej wyłączenie serwerów będzie bardzo krótki – ponieważ kubatura strefy ciepłej jest niewielka. Z drugiej strony, wysoka temperatura powietrza gorącego (w zamkniętym korytarzu gorącym) powoduje bardzo duży gradient pomiędzy przodem a tyłem serwera, co powoduje znacznie częstsze awarie sprzętu.

 

2014-06-29-1

 

W przypadku szaf typu in-row rozpływ powietrza jest uzależniony od ich rozmieszczenia, zajmują znacznie większą ilość miejsca w serwerowni niż klasyczne szafy z nadmuchem pod podłogę (a wiadomo, że każdy metr kwadratowy serwerowni kosztuje), a prace serwisowe są prowadzone w bezpośrednim kontakcie ze sprzętem IT. Zmiana umiejscowienia szaf in-row podczas pracy serwerowni jest prawie niemożliwa bez przerywania pracy serwerowni.

Nie wiadomo dlaczego utarło się, że rozwiązanie z nadmuchem pod podłogę przeznaczone są jedynie do mniejszej gęstości mocy – co jest stwierdzeniem nieprawdziwym. Rozwiązania FAST Group – HDCool przewidują dystrybucję powietrza pod podłogą techniczną, zamykanie zimnych stref powietrza oraz zastosowanie specjalnie zaprojektowanych kratek wentylacyjnych i modułów aktywnej podłogi. Szafy klimatyzacyjne posiadają innowacyjny system SMART-NET pozwalający na pracę wszystkich jednostek przy zmniejszonej wydajności by optymalnie rozprowadzić powietrze w pomieszczeniu serwerowni, a system kontroli ciśnienia pod podłogą płynnie reguluje prędkością wentylatorów. Taki system gwarantuje wychłodzenie nawet do 40 kW z szafy rack, przy zachowaniu bardzo korzystnych współczynników energetycznych.

 

mgr. inż. Michał Redlich
Inżynier Sprzedaży FAST Group
Dział Data Center
mgr. inż. Kamil Skowron
Inżynier Wsparcia Technicznego i Sprzedaży
Dział Klimatyzacji Precyzyjnej

 

 

PODOBNE ARTYKUŁY:

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2015

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2016

  • Pompy ciepła 2014

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

Reklama

 

 

  02 ss2  omii   kig 134x45 left  

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.