Ilość ciepła generowanego w serwerowniach ciągle rośnie, a wraz z nim niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnej temperatury i awarii. Dążenie do oszczędności, powiększanie gęstości upakowania urządzeń oraz inne podobne tendencje są zachowaniami ryzykownymi względem centrum danych. Zastosowanie odpowiednich systemów chłodzenia może być skuteczną ochroną przed awarią.

Do jednych z najtrudniejszych do rozwiązania problemów związanych z klimatyzowaniem serwerowni, należy zaliczyć problemy z zapewnieniem właściwych parametrów strumienia powietrza chłodzącego pomiędzy szafami. Poniżej opis kilku systemów chłodzenia i ich przydatności w serwerowniach.

Klimatyzacja „średnich gęstości” – Tradycyjnie stosowane w biurach czy mieszkaniach systemy chłodzenia (tzw. układy klimatyzacyjne komfortu) nie zdają egzaminu w pomieszczeniach z ciągle rosnącym zagęszczeniem urządzeń teleinformatycznych, zwłaszcza w obliczu ich nierównomiernego rozłożenia. Nie są w stanie też zapewnić odpowiedniego stanu wilgotności powietrza. Z tego powodu w centrach przetwarzania danych upowszechniają się systemy chłodzenia CRAC (ang. computer room air conditioner) – bardziej wydajne i zapewniające odpowiednią wilgotność w pomieszczeniu. Ponadto, system ten pozwala na sterowanie przepływem chłodnego powietrza do poszczególnych szaf. Systemy te jednak nie są konieczne w niedużych serwerowniach, głównie ze względów ekonomicznych. Zastosowanie systemu CRAC w małych serwerowniach może wiązać się także z pojawianiem się nadmiaru mocy chłodniczej, a w ślad za tym – obszarów o podwyższonej temperaturze.

Instalacje „wody lodowej” – Instalacje te są wskazane dla obiektów o stałym obciążeniu cieplnym w ciągu całego roku oraz o dużej gęstości mocy. W systemie tym możliwe jest chłodzenie bezpośrednio wodą, a także powietrzem poprzez wymienniki ciepła zabudowane w szafie (rozwiązanie szczególnie wskazane dla szaf z mocą obciążenia powyżej 10 kW). Na system wykorzystujący jako czynnik chłodzenia tzw. wodę lodową składają się trzy elementy – agregat chłodniczy, zespół przygotowujący i dostarczający wodę chłodniczą oraz zespół dystrybuujący. W ramach takiego systemu możliwe jest zastosowanie urządzeń autonomicznych z układem freonowym typu compact oraz typu split albo urządzeń posiadających skraplacz w formie wymiennika płytowego freon-woda. Jako główne zalety wykorzystania instalacji wody lodowej należy wymienić dużą wydajność i możliwość wykorzystania w procesie chłodzenia niskiej temperatury otoczenia, czyli tzw. free-coolingu.

W środowiskach wysokiej gęstości mocy co do zasady wykorzystywane są rozwiązania oparte o chłodzenie pojedynczej szafy z wykorzystaniem wentylatorów w niej zabudowanych. Bezpośrednie chłodzenie pozwala na usuwanie ciepła bezpośrednio u jego źródła i to z bardzo wysoką wydajnością (do 40 kW). Takie systemy pozwalają na znaczące ograniczenie obszarów o podwyższonej temperaturze, a tym samym ograniczyć potrzebną moc chłodniczą. Dość wysokie koszty zakupu i instalacji szybko zwracają się z uwagi na niskie koszty utrzymania.

Free-cooling jest technologią pozwalającą na wykorzystanie niskich temperatur powietrza zewnętrznego do chłodzenia z możliwością częściowego wykorzystania sprężarek lub bez ich udziału. To , czy zastosowanie tej technologi jest opłacalne jest nierozerwalnie powiązane z czasem występowania temperatur zewnętrznych pozwalających na wymianę ciepła pomiędzy otoczeniem a czynnikiem chłodzącym. Stosowanie free-coolingu umożliwia osiągnięcia niższego rocznego zużycia energii. Technologia ta pozwala na redukcję kosztów o ok. 100 tys. złotych rocznie, a także wpływa pozytywnie na żywotność i niezawodność sprężarek.

Dla efektywnej pracy któregokolwiek z systemów chłodzenia konieczna jest jego optymalizacja, polegająca na maksymalnie możliwym wyeliminowaniu zjawiska mieszania się chłodnego powietrza (doprowadzanego do poszczególnych urządzeń) z gorącym powietrzem odprowadzanym z pomieszczenia serwerowni. Dla poprawy wydajności energetycznej centrów przetwarzania danych, konieczne jest także wyposażenie ich w systemy monitorujące temperaturę i kierujące strumienie chłodnego powietrza tam, gdzie w danym momencie jest najwyższa temperatura.

Artykuł przygotowano we współpracy z: 
www.chigo.pl/systemy-wodne/agregaty-wody-lodowej