Кондиционирование серверных помещений

 

12.12.2016

Необходимость устройства кондиционирования в серверных комнатах, обусловлена избыточной теплотой, выделяемой такого вида оборудованием.

Некоторое оборудование серверных шкафов, очень нежелательно содержать при температурах выше 22-25°С. Если Вы уже столкнулись с этой проблемой, то эта статья для Вас.

Первый вопрос любого разумного человека состоит в выборе оборудования для будущей (либо уже существующей) серверной. Тут, конечно всё зависит от размеров кошелька и от условий, которые необходимо соблюсти (по температуре, влажности воздуха).

Итак, в этой статье мы рассмотрим способы решения этой задачи:

  1. Первый способ заключается в установке сплит - системы, то есть обычного кондиционера. Этот способ применяется при относительно небольших размерах помещения и небольшом количестве серверных шкафов.
  2. Второй способ заключается в установке специализированного оборудования, которое может поддерживать заданную температуру и влажность, с максимальным отклонением до 5%. Это оборудование получило название - прецизионный кондиционер.
  3. Третий способ - это бытовое решение проблемы: установка мощного вентилятора в совокупности с открытой форточкой (и такое встречается). Как вы понимаете, такой способ не поддается контролю, поэтому мы его рассматривать не будем.

Рассмотрим базовые требования, которые предъявляются к оборудованию для кондиционирования серверных:

  • Обеспечение возможности круглосуточного поддержания заданной, либо требуемой температуры;
  • Возможность работы оборудования на охлаждение, в условиях русской зимы;
  • Высокая надежность такого оборудования;
  • В некоторых случаях - возможность поддержания определенного уровня влажности в помещении.

Начнем наш экскурс с самого простого варианта - сплит-системы.

Кондиционирование серверных с использованием сплит – систем

Такой способ обеспКондиционирование серверных с использованием сплит – системе распространение, в основном, за счет простоты и удобства реализации. Такой способ, в отличие от установки прецизионного кондиционера не требует устройства специализированных воздушных каналов (которые, между прочим, пролегают именно в полу) и почти не занимают свободное место. И, главное отличие этих двух систем состоит в том, что установка сплит - системы, обойдется Вам гораздо дешевле. Также стоит упомянуть о том, что сплит - системы очищают воздух в помещении от крупных частиц пыли, путем улавливания её на фильтрах внутренних блоков.

Вид внутреннего блока (настенный, напольно - потолочный, канальный) выбирается в каждом случае отдельно.

Некоторые особенности работы кондиционеров:

Обычные сплит - системы вообще не приспособлены для работы «на холод» в условиях русской зимы. Более того, некоторые производители вообще не рекомендуют использовать их модели, при температуре ниже ПЛЮС 21°С. Когда кондиционер начинает «Замерзать», внутри него происходят процессы, неукоснительно ведущие к повышенному износу его деталей и дальнейшему их выходу из строя.

Из этой ситуации можно выйти достаточно просто и бюджетно: оборудовать кондиционер изкотемпературным комплектом(НКТ) (мы используем продукцию фирмы Алекс Электроникс).

В низкотемпературный комплект для сплит – систем входит:

Регулятор давления конденсации (РДК) с собственным датчиком температуры. В холодное время, приведение к базовому значению давления конденсации, достигается путем регулирования (в нашем случае - уменьшения) скорости вращения вентилятора внешнего блока. Контроль за давлением конденсации, РДК осуществляет путем снятия показаний с полупроводникового температурного датчика, устанавливаемого на змеевике радиатора конденсатора. Сравнивая необходимые и реальные снимаемые значения, РДК либо увеличивает, либо уменьшает скорость вращения вентилятора внешнего блока. Метод установки РДК - разрыв цепи питания вентилятора и включение в эту цепь РДК. Регулятор поддерживает давление конденсации на необходимом уровне, вне зависимости от внешних температурных условий (вплоть до минус сорока градусов Цельсия). Прибор выпускается в трех версиях: РДК 8.4; 8.8 и 9.9

Саморегулируемый нагреватель дренажной трубки серии НД 5.5. Этот нагреватель позволяет отвести конденсат от внутреннего блока кондиционера, при выводе дренажной трубки на улицу. Устанавливается непосредственно в дренажную магистраль снаружи. Обязательным условием эксплуатации при минусовых температурах, является утепление дренажной магистрали.

Саморегулируемый нагреватель картера серии НК-5.4. Нагреватель картера наружного блока решает проблему «холодного пуска» компрессора. НК-5.4, путем постоянного подогрева корпуса компрессора, решает проблему натекания хладагента в картер и загустевания масла. Некоторые модели кондиционеров, в заводской комплектации оснащаются нагревателем картера, однако такие нагреватели рассчитаны на работу не ниже минус 15° С, тем более, некоторые модели кондиционеров, оснащенные датчиком наружной температуры, включают базовый нагреватель при температурах, близких к нулевым значениям. Поэтому, в таких случаях мы рекомендуем ставить два нагревателя в параллель.

Нагреватель капиллярной трубки НКТ - 6.6.

Низкотемпературный комплект рассчитан на работу до минус 40°С

Нагреватель дренажа, картера и капиллярной трубки выполнены по принципу саморегулирующегося кабеля. Соответственно если температура воздуха низкая, то значение тока повышается, а следовательно повышается и мощность нагрева. Более подробную информацию, со схемами подключения и инструкциями, Вы можете найти на сайте производителя http://www.ae-nn.ru/site.aspx?IID=2071781&SECTIONID=2069253

Основные недостатки кондиционирования серверных помещений при использовании сплит – систем:

  • невозможность поддержания влажности
  • невозможность точного регулирования температуры в помещении, за счет конструктивных особенностей сплит-системы.

Рассмотрим температурный график работы кондиционера в серверной с одним серверным шкафом. В серверном помещении установлен один кондиционер марки Mitsubishi MS (MU) – GF60VA с низкотемпературным комплектом

Но, как показывает практика, в крупных серверных помещениях, где установлено более одного серверного шкафа, возникает необходимость повышения надежности системы кондиционирования. Эту проблему решают установкой двух и более сплит - систем. В таком случае, при выходе из строя одного кондиционера, есть вероятность не повреждения дорогостоящего оборудования, за счет работы оставшегося в работоспособном состоянии кондиционера (кондиционеров). Этот метод опасен тем, что здесь имеет место человеческий фактор, вследствие которого, можно просто вовремя не заметить выход оборудования из строя.

Эту задачу можно решить с помощью установки единой микропроцессорной системы Ротации и Резервирования БУРР-1, БИС-1 производства Алекс Электроникс.

БУРР-1 - блок управления ротацией и резервированием

БИС-1 - блок исполнительный специализированный

Эти два компонента составляют единую микропроцессорную систему, предназначенную для:

  • равномерной выработки ресурсов кондиционеров
  • поддержание заданного температурного режима
  • оповещение об аварийных ситуациях по специальным линиям связи

Преимущества системы:

  • возможность объединения установленных кондиционеров в группы по 2 и более
  • возможность подключения к одному блоку до 15 кондиционеров
  • возможность использования кондиционеров разных производителей

Данная система реализуется путем подключения исполнительных блоков, непосредственно к кондиционерам. Удобно то, что БИС имеет канал беспроводной связи с БУРР, что значительно облегчает процесс монтажа.

С помощью данной системы обеспечивается равномерная работа каждого отдельного кондиционера или групп кондиционеров.

Для того, чтобы избежать повышения температуры в помещении, при переключении групп кондиционеров, система запускает в работу новую группу раньше, чем отключается уже отработавшая.

Блок ротации, сам контролирует температуру в помещении, с помощью базового датчика температуры, который можно смонтировать в любом месте (в зависимости от поставленных задач).

При повышении заданной температуры на определенную заданную величину, к основной группе может подключиться вспомогательная, если же рост температуры продолжается, и ее значение достигает заданного аварийного, то к работе могут подключиться все имеющиеся группы кондиционеров.

Всеми этими манипуляциями, можно добиться неплохих результатов в поддержании заданной температуры. Ниже приведем график по работе трех кондиционеров в цикле ротации. Эта система, как раз была реализована на рассмотренных выше микропроцессорах.

Кондиционирование серверных помещений с использованием прецизионных кондиционеров

Установку прецизионного кондиционера придется предусмотреть задолго до того, как вы поставите в помещение первый серверный шкаф.

Начнем, пожалуй с их отличительных особенностей:

  • они изначально предназначены на работу, при температурах окружающей среды от минус 40 до плюс 45°С
  • прецизионные кондиционеры работают только в режиме охлаждения
  • есть собственные фильтры для лучшей очистки воздуха от мелких частиц пыли
  • есть возможность поддержания параметров по влажности
  • в некоторых моделях есть функция свободного охлаждения (т.е. когда температура окружающего воздуха достаточно низкая, кондиционер забирает воздух для охлаждения непосредственно с улицы, что значительно уменьшает его электропотребление)
  • Компрессоры в таких кондиционерах, иногда встраивают во внутренний блок, для защиты их от погодных факторов
  • встроенная автоматика согласования работы двух кондиционеров
  • возможность регулирования температуры в пределах 1С

Минусов у данной системы немного, но они все-же есть:

  • высокая стоимость, по сравнению со сплит-системой
  • относительно большие размеры внутреннего блока

Специфика данного кондиционера заключается в дополнительной подготовке помещения, путем разведения воздушных каналов полу серверной комнаты. Чтобы точно подобрать мощность и количество прецизионных кондиционеров, необходимо точно рассчитать тепловыделения от установленного оборудования.

И подводя итог по этой теме, можно сказать лишь то, что прецизионные кондиционеры - это самодостаточные устройства, которые не требуют стороннего вмешательства в их конструкцию и сделаны для точного поддержания нужных Вам параметров.

Если же у Вас еще остались вопросы по этой теме, их смело можно задать нашему главному инженеру по телефону 8(499)390-25-77