Кондиционирование серверных помещений: особенности выбора кондиционера

Для размещения внутренних информационных систем компании выделяют отдельную комнату — серверную. В ней устанавливаются компьютеры, вычислительная техника, сервера и другое телекоммуникационное оборудование. К пмещению предъявляются строгие требования по климатическим параметрам: влажности и температуре. Оптимальные условия для функционирования техники обеспечивает установка кондиционеров. Тип и мощность климатической установки выбирается с учетом особенностей серверной комнаты.

Назначение кондиционирования в серверных комнатах

Серверная — это помещение, отведенное под телекоммуникационное оборудование. Комната оборудуется резервным электропитанием, датчиками температуры и влажности. Помещение не имеет окон. Работающее оборудование выделяет огромное количество тепла, его отведением занимается система кондиционирования. Она должна обеспечить благоприятные условия для работы серверов. Высокая температура и пыль в воздухе могут привести к поломке чувствительной техники. Привести показатели к нормативным — задача климатического устройства.

Особенности серверных помещений

Выбирая кондиционер для серверных комнат, учитывают специфику помещений и основные требования к ним:

• Климатическая техника должна работать непрерывно, круглые сутки, 365 дней в году.
• Оптимальная температура 18-25°C.
• Показатель влажности воздуха в пределах от 20% до 80%. В зимнее время допускается 75-80%, летом — не выше 65%.
• Количество пыли до 0,75 мг/м3, размер частиц не больше 3 мкм.
• Оптимальная скорость воздушных потоков 0,2 м/с, допускаются колебания в диапазоне до 0,5 м/с.
• Уровень шума не выше 65 дБ.

Исходя из особенностей помещения кондиционеры должны контролировать уровень влажности, температуру и степень запыленности.

Рекомендации по выбору типа кондиционера

Сложные условия работы с непрерывной нагрузкой способна выдержать не каждая климатическая система. Она должна оборудоваться пылевым фильтром, осушителем, зимним комплектом. Один из вариантов охлаждения воздуха — серверный шкаф с кондиционером. Конструкция не требует отведения конденсата, наружный блок компактных размеров. Внутренний модуль устанавливается вертикально или горизонтально внутри серверного шкафа.

Требования к кондиционерам

При поддержании климата в серверных важна бесперебойная работа кондиционеров. Поломка и ремонт надолго оставит телекоммуникационное оборудование без охлаждения. Обеспечить требование позволяет принцип ротации и резервирования. В помещении устанавливается несколько климатических установок, объединенных в одну сеть ротационным устройством. При неисправности одного кондиционера автоматически включается резервный вариант.

Попеременное включение блоков позволяет сбалансировано распределить нагрузку и обеспечить оптимальные параметры климата. В таком режиме техника поочередно останавливается для отдыха и технического обслуживания.

Контролировать кондиционирование серверных помещений помогает блок ротации. Он автоматически чередует включение рабочих установок, при необходимости подключает резервное устройство. Второй вариант контроля — установка датчиков, показания которых отображаются на мониторе компьютера. Для определения условий в серверной не придется покидать рабочее место. Вся информация в виде таблиц и графиков поступает на компьютер. Сообщения сопровождаются звуковым сигналом.

Сплит-системы

Для поддержания заданных параметров в серверных помещениях используются сплит-системы. Бытовые или полупромышленные системы высокой мощности устанавливаются в комнатах небольшой площади с выделением тепла до 10 кВт. По типу монтажа они бывают:

• Настенные — универсальный и доступный вариант. Производительность 2,5-5 кВт, выбирается модель, в которой предусмотрена значительная длина фреоновой трассы. Рекомендуемые производители Daikin, Toshibaи Mitsubishi Electric.
• Канальные — устройства размещаются под навесным потолком, экономят место и обеспечивают эффективный воздухообмен. Подходят для больших серверных комнат. Канальное кондиционирование обеспечивает подачу холодного воздуха непосредственно к стойкам.
• Колонные — мощные системы в виде шкафов устанавливаются на полу, не требуют монтажа.

Сплит-системы, в которых не предусмотрено зимнее функционирование, дорабатываются зимними комплектами.

Прецизионные климатические системы

Прецизионные кондиционеры для серверных — это профессиональное оборудование. Климатические комплексы имеют высокий ресурс непрерывной работы, позволяют поддерживать оптимальные параметры температуры и влажности. Одно из достоинств оборудования — точность, климатические показатели в помещениях большой площади имеют колебания не больше 1°C и 2%. В серверных устанавливаются шкафные и потолочные модели. Первые отличаются громоздкими габаритами, их мощность 100 кВт. Потолочные системы менее производительны (20 кВт), устанавливаются в комнатах, где нет возможности разместить шкафные кондиционеры.

Климатические комплексы бывают моноблочные и раздельные по типу сплит-систем. Система охлаждается различными способами: испарением фреона, водяным или воздушным контуром. Популярные производители: UNIFLAIR, Blue box.

Плюсы установок:

• бесперебойная работа;
• высокая мощность оборудования;
• точный контроль климатических составляющих;
• широкий диапазон рабочих температур;
• совмещенность с диспетчерским контролем.

Минусы прецизионных систем:

• высокая стоимость;
• шумность моноблочной конструкции.

Система чиллер фанкойл

Система кондиционирования воздуха использует в качестве теплоносителя воду или смесь этиленгликоля. Принцип работы аналогичен установкам с фреоном. Чиллер охлаждает жидкость, циркулирующую в теплообменнике фанкойла, проходя через радиатор воздух понижает температуру.

Преимущества системы:

• высокая производительность;
• универсальность;
• безопасная и доступная эксплуатация.

Проблемы кондиционера зимой

Минусовая наружная температура в зимнее время приводит к проблемам в работе климатических установок:

• Увеличивается вязкость масла компрессора, ухудшаются его свойства. В момент запуска усиливается трение запчастей.
• Обледенение лопастей вентилятора внешнего блока.
• Масло из компрессора при постоянной работе растворяется в фреоне.
• Выведение дренажного шланга в целях экономии осуществляется на улицу. При отрицательной температуре вода в нем замерзает, образую пробку, препятствующую отводу конденсата.

Решением проблем является выбор кондиционера для серверной с зимним комплектом. В него входят:

• Кабель для подогрева картера компрессора. Масло становится жидким, исключается терние деталей, приводящее к быстрому износу. Нагревательный кабель мощностью 30-50 Вт устанавливается в нижней части компрессора.
• Обогрев дренажа осуществляется кабелем, одетым на трубку.
• Регулятор скорости вращения вентилятора наружного блока. Электронное устройство устанавливается в разрыв питания вентилятора. Блок регулирует обороты от 0 до 100%. Скорость выбирается по показаниям датчика температуры.

Подбор кондиционера по типу охлаждения

В зависимости от площади комнаты и количества серверов выбирается один из тех вариантов охлаждения:

1. Кондиционируется воздух во всем помещении. Минус способа — неравномерное распределение холодного воздуха. Из-за низкого КПД увеличивается расход электричества.
2. Зональное охлаждение шкафов, установленных рядами. Охладитель встраивается в стойку или используется серверный шкаф с кондиционером. Выдув потока воздуха происходит на решетки оборудования или в холодный коридор. Увеличить эффективность системы позволяет разделение зоны горячего и охлажденного воздуха.
3. Индивидуальное кондиционирование с монтажом прецизионной системы на стойку сервера. Производительность установки используется наиболее рационально. Минус метода — стоимость подобного оборудования выше, чем остальные варианты климатической техники.

Выбор и расчет мощности кондиционера

Производительность климатического оборудования определяется на стадии проектирования серверной. Вычисления проводятся на основании суммарных тепловых выделений каждого шкафа. Показатели берутся из документации оборудования. Расчеты мощности кондиционера для серверной учитывают особые требования к помещению и режимы работы оборудования. Основной критерий выбора кондиционера — производительность по холоду. Ее значение должно превышать суммарный показатель тепловыделений. Можно воспользоваться онлайн калькулятором на специализированных сайтах. Потребуются точные данные:

• площадь помещения;
• высота потолка;
• тепловыделения техники;
• количество персонала.

Формула для самостоятельного упрощенного расчета:

PQo+Qn+Qm, где

P — мощность кондиционера;

Qo — тепловыделения телекоммуникационного оборудования;

Qn — тепловыделения людей и вспомогательных приборов (бесперебойники, искусственное освещение);

Qm — поступление тепла в комнату из окружающей среды.

При отсутствии точных данных по серверным шкафам тепловыделения считаются как 30-50% потребляемой мощности. Объем (площадь) помещения также учитывается при выборе кондиционера. После вычисления необходимой производительности предусматривается резервирование.

Не стоит забывать, что увеличение мощности климатической установки приводит к ее удорожанию.