Реферат: Холодное лезвие - технологии охлаждения DLADE-серверов

Холодное лезвие - технологии охлаждения DLADE-серверов

В условиях динамичного развития высокотехнологичного серверного оборудования, в частности blade-серверов, повышается критичность к эксплуатационным условиям. Наиболее серьезной проблемой здесь становится обеспечение отвода тепла. Для этих целей все чаще применяются системы прецизионного кондиционирования. Современные тенденции миниатюризации оборудования и повышения плотности его размещения в технологических помещениях обеспечивают рынку прецизионного кондиционирования стабильный ежегодный рост в 15-20%, адекватный развитию инфокоммуникационного рынка.

Период года	Температура воздуха, °С		Относительная влажность воздуха, %		Скорость движения воздуха, м/с, не более
Период года	оптимальная	допустимая	Оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая
Холодный/ переходный период (<10°С)	21+2	18-25	52+7	Не ниже 30	0,2	0,3
Теплый период (<10°С)	22+2	На Зч не более 3°С выше уличной, но не выше 28°С	52+7	При 28°С-50, 24°С-70	0,3	0,5

Общие требования по температуре и относительной влажности в технологических помещениях

В процессе увеличения производительности высокотехнологичного оборудования при сохранении компактных размеров и создания высокоплотных консолидированных систем неизбежно возникает проблема значительного тепловыделения. Сегодня в любых электронных устройствах предусмотрена элементарная система охлаждения. В рамках сложных инфраструктурных решений, когда речь идет о круглосуточной работе мощного оборудования на протяжении нескольких лет, проблема удаления избыточного тепла приобретает совершенно иной характер и масштабы. Повышенная чувствительность инфокоммуникационного оборудования к условиям эксплуатации требует точного поддержания в подконтрольном пространстве всех параметров микроклимата: температурного режима, уровня влажности и чистоты воздушных потоков. Поэтому собственных систем охлаждения в совокупности с естественной циркуляцией воздуха оказывается недостаточно. Как показывает практика, соблюдение условий эксплуатации в технологических помещениях, где размещается оборудование, непосредственно влияет на производительность, надежность и эффективность всей ИТ-инфраструктуры предприятия. Даже незначительные, на первый взгляд, отклонения климатических показателей значительно ухудшают рабочие характеристики оборудования, снижают его отказоустойчивость и сокращают срок службы. Нарушение эксплуатационных норм способно привести к остановке бизнес-процессов компании или потере корпоративных данных, ценность которых зачастую значительно выше стоимости самого оборудования. Уже при уровне относительной влажности воздуха в помещении ниже 30% происходит накопление электростатических зарядов, вызывающих нарушения в работе микросхем. А превышение показателя в 55% приводит к конденсации влаги на отдельных элементах электрооборудования, что также может вывести их из строя. Нарушение необходимого температурного режима 18-24°С, а также неравномерное распределение воздушных масс по всему помещению снижают надежность работы и степень готовности устройств. Чистота воздушных потоков играет не менее важную роль: превышение параметра запыленности 0,0001 г/мЗ приводит к оседанию мелких частиц на платах, что вызывает перегрев и может отразиться на бесперебойности работы систем. Кроме того, должны осуществляться контроль за атмосферным давлением в пределах от 84 до 107 кПа, а также вестись наблюдение за движением воздушных потоков и скоростью изменения вышеперечисленных параметров.

Точный расчет

Системы прецизионного кондиционирования, так называемые кондиционеры точного контроля (Close Control),—специализированные автономные решения шкафного типа, предназначенные для точного поддержания на одном постоянном уровне оптимальных климатических параметров воздушной среды в технологических помещениях по схеме 24-7-365. Изначально рассчитанные на обеспечение высокого коэффициента охлаждающей способности—0,85-0,95 — системы максимально обеспечивают общее охлаждение воздушных масс, не осушая воздух: лишь 5-15% ресурсов расходуется на удаление влаги. Прецизионные кондиционеры также создают большой удельный воздушный поток—отношение объема перекачиваемого воздуха к общему объему поглощаемого тепла, при этом обеспечивая равномерное распределение воздуха на значительных обслуживаемых территориях. Прецизионные кондиционеры применяются для оборудования технических площадок сектора информационных технологий: data-центрах, серверных помещениях, хранилищах АСР на магнитных носителях информации, «чистых помещениях»; на телекоммуникационных объектах: в аппаратных помещениях, базовых станциях, в зданиях или контейнерах, атакже в различных специализированных производственных и лабораторных помещениях. Выполнение целого комплекса задач по поддержанию требуемого температурного режима, заданного уровня влажности, чистоты воздуха и непрерывное и равномерное поддержание этих параметров на всей площади помещения невозможно при использовании бытовых систем комфортного кондиционирования.

Наименование оборудования	Рабочие параметры		Условия длительного хранения		Оптимальные условия работы		Допустимые отклонения
Наименование оборудования	Т,°С	отн.вл., %	Т,°С	отн.вл., %	Т,°С	отн.вл., %	Т,°С	отн. вл., %
Магнитные диски	15-32	30-65	5-32	20-80	24	55	2	5
Теплый период	18-28	45-65	20-24	45-65	22	55	2	5
Оптически считываемые документы	16-28	40-70	5-40	40-70	22	50	1	10
Компьютеры	16-32	20-80	-	-	22-24	50-65	2	10
Персональные серверы и малые ЭВМ	18-26	40-70	-	-	22	55	2	5
ИБП	0-35	90 при 20°С	-25 -+70	-	35	-	-	-
Аккумуляторные батареи	21-27	-	-	-	-25	-	2	-
Цифровые АТС	15-25	20-80	-	-	24	40-60	2	-
АТС на базе EWSD	10-35	10-80	8	-	15-25	40-60	-	-

Общие технические требования к зданиям и помещениям для установки ИТ-оборудования

Системы прецизионного кондиционирования	Системы комфортного кондиционирования
Разработаны для аппаратных помещений с высокой концентрацией оборудования	Предназначены для создания комфортных условий в бытовых помещениях
Круглосуточный и круглогодичный режим работы	Сезонная работа с ограничением, в среднем до 8 ч в сутки
Работа в широком диапазоне температур внешней среды от -60 до 50°С;	Работа только в теплое время года при температуре внешней среды не ниже 5°С
Расчетный срок эксплуатации 10-15 лет	Расчетный срок эксплуатации 3-5 лет
Высокий коэффициент охлаждающей способности: 0,85-0,95	Коэффициент охлаждающей способности 0,6-0,7
Точность поддержания температуры ±ГС, отн. влажности 1 ±5%	Точность поддержания температуры ±5°С, режим увлажнения отсутствует
Большая воздухопроизводительность	Малый объем подачи воздуха
Применение промышленных фильтров с эффективностью от ED4 до ED7 и более, оснащенных датчиками загрязнения	Фильтрация воздуха осуществляется простыми бытовыми фильтрами, датчики загрязнения отсутствуют
Относительно низкий уровень эксплуатационных затрат	Относительно высокий уровень эксплуатационных затрат
Автономная работа с интеллектуальным управлением параметрами среды, возможностью удаленного управления системой кондиционирования	Автономная работа с интеллектуальным управлением параметрами среды: опционально; возможность удаленного управления и объединения в систему отсутствует
Функция «прямого охлаждения»	Функция «прямого охлаждения» отсутствует
Возможность резервирования системы	Возможность резервирования системы отсутствует

Сравнение разных систем кондиционирования

Рынок для избранных

Рынок прецизионного кондиционирования, с одной стороны, является достаточно специализированным, однако заинтересованность корпоративных пользователей в данном виде продукции вызвала серьезную конкуренцию среди производителей прецизионных систем. Лидерами на российском рынке компаний - производителей систем прецизионного кондиционирования, завоевавшими мировое признание корпоративных пользователей, являются: Libert-Hiross, Stulz, Uniflair, ARC, Weiss, LENNOX. На рынке также представлены прецизионные кондиционеры производства BlueBox Group, RC-Group, Emicon, Al-ko Aerotech, Beutot, Danterm Denco, Airdale Qualiair и др. Кроме того, прецизионные кондиционеры предлагают хорошо известные на российском рынке бытовых приборов компании Daikin и Delonghi. Это далеко не весь список игроков на отечественном рынке прецизионного кондиционирования. Однако в отличие от лидеров отрасли позиции других компаний в России недостаточно прочные. Это говорит о том, что мировой рынок прецизионного кондиционирования в настоящее время давно сложился и продолжает активно развиваться, тогда как у нас он находится лишь в стадии формирования. В то же время активный процесс автоматизации отечественного бизнеса, внедрения сложных инфокоммуникационных систем дает право полагать, что ИТ-отрасль имеет огромный потенциал.

Список литературы

IT спец № 07 ИЮЛЬ 2007