Роль чиллерных систем в охлаждении центров обработки данных
Для бесперебойной работы цифровых сервисов необходима надёжная инфраструктура центров обработки данных. Серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование во время работы выделяют тепло. Его контролируемый отвод имеет решающее значение для поддержания надлежащих условий эксплуатации оборудования. В центрах обработки данных с охлаждённой водой чиллерные системы являются одним из основных компонентов, обеспечивающих отвод тепла. Правильно подобранная чиллерная инфраструктура, согласованно работающая с другими системами объекта, способствует поддержанию температуры, энергоэффективности и непрерывности эксплуатации.
Почему охлаждение важно для центров обработки данных?
Требования к охлаждению центров обработки данных отличаются от требований к обычному комфортному кондиционированию. Приоритетом является круглосуточное поддержание условий, необходимых для ИТ-оборудования. При изменении вычислительной нагрузки и удельной мощности на стойку потребность в охлаждении также может меняться.
Поэтому при планировании мощности необходимо учитывать не только текущую нагрузку, но и будущее расширение, работу при малой нагрузке и сценарии технического обслуживания. Совместное проектирование систем охлаждения, электроснабжения и мониторинга важно для общей надёжности объекта.
Как работает чиллерная система в центре обработки данных?
Чиллер охлаждает воду или подходящую для проекта водно-гликолевую смесь и подаёт её в контур охлаждения объекта. Жидкость поглощает тепло в теплообменниках центра обработки данных и возвращается в чиллер для повторного охлаждения.
В схемах воздушного охлаждения с охлаждённой водой чиллер может обеспечивать холодоснабжение установок обработки воздуха машинных залов, межрядных охладителей или подходящих стоечных решений. При этом тепло нагретого воздуха, выходящего из серверов, передаётся в водяной контур.
Правильная подача охлаждённого воздуха к оборудованию не менее важна, чем эффективность чиллера. Сокращение смешивания горячих и холодных воздушных потоков, организация распределения воздуха и оптимизация рабочих настроек помогают снизить общее энергопотребление системы охлаждения.
Выбор между чиллерами с воздушным и водяным охлаждением конденсатора
Чиллер следует подбирать с учётом требуемой мощности объекта и местных условий. Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора отводят тепло в наружный воздух. Чиллеры с водяным охлаждением отводят его через контур конденсаторной воды и в зависимости от схемы системы работают совместно, например, с градирнями.
При выборе нельзя учитывать только номинальную мощность установки. Необходимо совместно оценивать расчётную температуру наружного воздуха, температуры воды, эффективность при частичной нагрузке, доступную площадь, водопотребление и требования к обслуживанию. Два решения одинаковой мощности могут иметь разные затраты на энергию и обслуживание при разных условиях эксплуатации.
Энергоэффективность и фрикулинг
Из-за продолжительной работы центров обработки данных годовая эффективность системы охлаждения является важным критерием выбора. Для эффективной эксплуатации чиллер, насосы, вентиляторы и систему управления необходимо рассматривать совместно.
При подходящих наружных условиях фрикулинг, то есть свободное охлаждение, позволяет уменьшить потребность в механическом охлаждении. В зависимости от схемы потенциал наружного воздуха может использоваться с помощью сухого охладителя либо градирни и теплообменника. Однако результат зависит от климата, требуемой температуры воды и конструкции оборудования.
Оптимизация температуры охлаждающей воды в пределах требований оборудования также может повысить эффективность. Такие настройки следует выполнять после анализа всей системы, сохраняя необходимые условия охлаждения серверов и достаточную производительность теплообменников.
Резервирование и управление для непрерывной работы
Одна из основных задач охлаждения центра обработки данных — сохранять необходимую мощность во время обслуживания или отказа оборудования. В зависимости от требований проекта могут рассматриваться схемы резервирования N+1 или 2N. N+1 означает добавление одного резервного агрегата к числу агрегатов, обеспечивающих необходимую мощность; 2N — создание двух отдельных систем, каждая из которых способна полностью обеспечить требуемую мощность.
Планирование резервирования не должно ограничиваться чиллерами. Насосы, трубопроводы, клапаны, электроснабжение и автоматизация должны отвечать той же цели непрерывности. На этапе проектирования необходимо проверить, может ли отказ общего компонента затронуть и резервную систему.
Контроль температур, расходов, давлений и сигналов неисправностей в процессе эксплуатации помогает своевременно обнаруживать проблемы. Проверка сценариев обслуживания, отказа и повторного запуска при пусконаладке также способствует обеспечению предусмотренной проектом непрерывности работы на объекте.
Роль чиллера в системах жидкостного охлаждения
Применение искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений повышает значимость жидкостного охлаждения. При таких подходах, как непосредственное охлаждение чипов, тепло от оборудования передаётся через жидкостные контуры к инфраструктуре отвода тепла объекта.
Необходимость чиллера в таких системах зависит от допустимой для оборудования температуры воды и наружных условий. В одних проектах используются чиллеры, а в других, рассчитанных на более высокую температуру воды, может быть достаточно сухих охладителей. Поэтому жидкостное охлаждение не следует считать применением, которое всегда требует чиллера.
Согласование температур и расходов между контурами, качество теплоносителя и предотвращение конденсации являются важными элементами проектирования.
Правильный подход к охлаждению вашего центра обработки данных
Значение чиллерных систем в центрах обработки данных не ограничивается обеспечением мощности: они способствуют эффективной работе при переменных нагрузках, контролируемому поддержанию температуры и непрерывности эксплуатации. Успешное решение требует правильного проектирования всей инфраструктуры охлаждения наряду с подбором оборудования.
Свяжитесь с CEMS Chiller, чтобы обсудить потребности вашего проекта центра обработки данных в охлаждении и оценить подходящее чиллерное решение.
Статья носит общий информационный характер. Подбор оборудования и рабочие пределы определяются технической документацией модели и расчётами конкретного проекта.
