Klima uređaj za poslužiteljske police: metode hlađenja, CFM vodič i najbolje prakse

To je poznata scena za IT administratore: stalak od 42U u blizini kuta sobe s poslužiteljem dobro radi veći dio godine, a zatim ljeti počne davati upozorenja o temperaturi. Sobni termostat kaže 22°C, ali zrak koji ulazi u prekidače je iznad 30°C. Problem nije u kapacitetu hlađenja prostorije - to je klima uređaj na razini police ili nedostatak istog.

Klimatizacija stalka za poslužitelje znači upravljanje toplinom na razini ormarića: isporuka dovoljno hladnog zraka u prednji dio stalka, uklanjanje vrućih ispušnih plinova sa stražnje strane i odabir hardvera koji podržava taj protok zraka. Ovaj vodič pokriva toplinska opterećenja koja možete očekivati, kako izračunati zahtjeve za hlađenjem i protokom zraka i koje komponente stalka zapravo poboljšavaju toplinske performanse.

Zašto hlađenje na razini police zaslužuje više pažnje

Ulazna temperatura police nije ista kao sobna temperatura. Tehnički odbor ASHRAE-a 9.9 preporučuje održavanje temperature ulaznog zraka IT opreme između 18°C i 27°C (64,4-80,6°F). Kada policama nedostaje upravljanje protokom zraka, vrući ispušni plinovi mogu ponovno cirkulirati preko vrha i oko stranica ormara, gurajući ulazne temperature znatno iznad prosjeka prostorije.

Dvije činjenice objašnjavaju zašto je hlađenje na razini ormara važno:

Potpuno ispunjen stalak može primiti 5-15 kW opreme, a kućište s jednom oštricom može raspršiti više od 5 kW.
Kao široko korišteno pravilo pouzdanosti elektronike, svaki porast radne temperature od 10°C otprilike prepolovljuje očekivani radni vijek komponenti.

Tako stalak može dobro izgledati na sobnom termostatu dok već razvija vruće točke pri vrhu ormarića. Planirano hlađenje na razini stalka je ono što sprječava da te žarišne točke postanu kvarovi.

Koliko hlađenja vaš stalak za poslužitelje zapravo treba

Polazna točka je toplinsko opterećenje. Gotovo sva električna energija koju poslužitelj ili preklopnik troši pretvara se u toplinu, tako da možete procijeniti izlaznu toplinu stalka zbrajanjem potrošnje energije svakog instaliranog uređaja.

Tipična toplinska snaga prema vrsti uređaja; reprezentativne vrijednosti punog opterećenja za uobičajenu opremu regala.

Kada dobijete ukupan broj kilovata, korisne su dvije pretvorbe:

Toplinsko opterećenje u BTU/h = kW × 3413.
Zahtjev za protokom zraka je otprilike 160 CFM po kW pri temperaturnoj razlici od 11°C između ulaza u stalak i ispuha.

Potreba za hlađenjem pri različitim opterećenjima okvira, na temelju 160 CFM po kW i temperaturne razlike od 11°C.
Opterećenje stalka	Izlaz topline (BTU/h)	cca. potreban protok zraka (CFM)
2 kW	6,826	320
4 kW	13,652	640
6 kW	20,478	960
8 kW	27,304	1,280
10 kW	34,130	1600

Primjer: stalak s osam poslužitelja od 500 W troši 4 kW. To je otprilike 13.650 BTU/h topline. Pri standardnoj delti od 11°C, stalak treba oko 640 CFM protoka zraka. Ako opskrba prostorije osigurava samo polovicu toga, ulazne temperature će se ravnomjerno penjati.

Oznake na natpisnoj pločici su vrijednosti za najgori slučaj, a izmjerena opterećenja često su 10-30% manja. Unatoč tome, prilagodite protok zraka za realno vršno opterećenje, jer se problemi s hlađenjem uvijek pojavljuju kada je opterećenje najveće.

Upravljanje protokom zraka temelj je hlađenja nosača

Prije dodavanja ventilatora ili posebnih jedinica za hlađenje, popravite osnove. Gotovo sva oprema za montažu na stalak dizajnirana je za protok zraka od naprijed prema natrag: hladan zrak ulazi sprijeda, a topli zrak izlazi straga. Sve što prekida taj put - staklena vrata koja blokiraju dovod, stražnja ploča uza zid ili otvoreni U-prostori koji dopuštaju cirkulaciju vrućeg zraka - smanjuje učinkovitost hlađenja.

Protok zraka naprijed-natrag: hladan dovod ulazi kroz perforirana vrata; ispušni izlazi opreme prema stražnjoj strani.

Praktični koraci koji poboljšavaju protok zraka na razini police:

Postavite regale tako da se usisne strane sastaju u hladnim prolazima, a ispušne strane da se sastaju s vrućim prolazima.
Ostavite najmanje 60 cm (oko 24 inča) slobodnog prostora ispred i iza svake police.
Instalirajte slijepe ploče u svaki neiskorišteni U-prostor kako biste zaustavili vodoravnu recirkulaciju.
Provedite kabele kroz okomite upravljače tako da ne blokiraju prednji usis ili stražnji ispuh.
Zabrtvite otvore za kabele u podignutim podovima tako da hladan zrak dopire do prednjih strana polica umjesto da curi u podni plenum.

Recirkulacija je glavni razlog zašto temperature ulaza u stalak premašuju sobnu temperaturu. U prostoriji koja očitava 22°C na termostatu, neupravljani stalak može povući zrak temperature 28-30°C u svoja gornja odjeljka. Loše miješanje protoka zraka može izgubiti 20-30% raspoloživog kapaciteta hlađenja, brojka koja se često navodi u procjenama učinkovitosti podatkovnog centra. Za dublji uvid u interakciju protoka zraka i dizajna ormarića, pogledajte kako upravljanje protokom zraka u mrežnim ormarima sprječava pregrijavanje IT opreme .

Vrata ormarića također imaju izravnu ulogu u hlađenju. Čvrsta ulazna vrata s velikim staklenim staklom ne ostavljaju gotovo nikakvu slobodnu površinu za ulazak zraka, pa kabinet postaje mrtva zona. Perforirana vrata, ili vrata dizajnirana posebno za ventilaciju, bolji su izbor za police s aktivnim preklopnicima i poslužiteljima. Vrata s visokom ventilacijom održavaju sigurnost dok dopuštaju hladnom zraku da zapravo dopre do opreme:

Vented front door for heavy-duty soundproof server cabinet

Prednja vrata s ventilacijom za zvučno izolirani ormar za poslužitelje za teške uvjete rada Ova vrata s ventilacijom osiguravaju protok zraka uz održavanje sigurnosti, rješavajući potrebe za hlađenjem aktivnih sklopki i poslužitelja. Podnosi otprilike 1000 kg, nudi opcijske zakrivljene okvire i odgovara standardnim policama od 19 inča. Pogledajte proizvod →

Rashladni hardver montiran na stalak: ventilatori, vrata i termostati

Za ormare koji se nalaze na toplim mjestima ili drže gustu opremu, stalak s ventilatorom je jeftin, učinkovit dodatak. Ventilatorska ploča od 1U ili 2U montira se izravno u stalak i izvlači vrući zrak sa stražnje strane ili gura hladan zrak sprijeda. Najkorisnije verzije uključuju termostatsku sklopku, tako da ventilatori rade samo kada unutarnja temperatura prijeđe zadanu točku. To štedi energiju i smanjuje buku u usporedbi s kontinuiranim radom ventilatora.

Thermostat-controlled rack fan unit for server cabinets

Regalna ventilatorska jedinica za ormare poslužitelja kontrolirana termostatom Jeftin dodatak za hlađenje toplih regala, ova ploča ventilatora postavlja se u prostor od 1U ili 2U i radi samo kada unutarnja temperatura prijeđe zadanu točku, štedeći energiju i smanjujući buku. Pogledajte proizvod →

Zatvoreni ormarići i zidni ormarići mogu trebati još jednostavnija pomagala za cirkulaciju. Ventilator za hlađenje ormarića može se montirati u bočne ili gornje ploče kako bi se poboljšalo unutarnje kretanje zraka u prostorima gdje je prirodna konvekcija slaba. To je praktična opcija za zidne ormare u hodnicima, trgovinama i malim uredima gdje sustav potpuno preciznog hlađenja nije opravdan.

Compact intelligent cooling fan for network cabinets

Kompaktni inteligentni rashladni ventilator za mrežne ormare Ovaj ventilator montira se na bočne ili gornje ploče kako bi se poboljšala cirkulacija zraka tamo gdje je prirodna konvekcija slaba. Prilagođava brzinu na temelju temperature uređaja, radi tiho i odgovara zidnim ormarićima. Pogledajte proizvod →

U zahtjevnijim slučajevima dostupni su hladnjaci u nizu, izmjenjivači topline na stražnjim vratima i samostalni klimatizirani regali. Oni postaju neophodni kada jedan stalak dosegne otprilike 10 kW ili više i soba ne može opskrbiti dovoljno klimatiziranog zraka. Za većinu poslužiteljskih soba i mrežnih ormara, međutim, kombinacija čistih uzoraka protoka zraka, prozračnih vrata i ventilatora kontroliranih termostatom pruža pouzdano hlađenje polica uz djelić cijene. Ne zaboravite da je svaki dodatni hardver za hlađenje učinkovit samo ako sama prostorija može odbiti ukupno toplinsko opterećenje: stalak ovisi o prostoriji, a soba ovisi o sustavu klimatizacije.

Pratite ulazne temperature u stalak i izbjegnite ove pogreške

Najznačajnije očitanje za stalak za poslužitelje je ulazna temperatura opreme, a ne prosjek prostorije. Postavite senzor temperature na prednji dio stalka, otprilike na sredini visine, i zabilježite ga nekoliko tjedana. Vidjet ćete kako se temperatura mijenja s radnim opterećenjem i ciklusima hlađenja prostorije, a te podatke možete koristiti za postavljanje pragova ventilatora.

Relativna stopa neuspjeha raste kako se temperatura na ulazu u stalak penje iznad preporučenog raspona.

Čak i mali porast ulazne temperature povećava opterećenje komponenti, zbog čega je držanje regala unutar ASHRAE preporučenog pojasa praktičan plan pouzdanosti. Uobičajene pogreške koje treba izbjegavati:

Prepunjavanje police bez dodavanja kapaciteta protoka zraka.
Blokiranje stražnjeg ispuha kutijama, kabelima ili zidom postavljenim preblizu.
Onemogućavanje stalkovnih ventilatora zbog buke, umjesto odabira modela s termostatskom kontrolom.
Zanemarivanje vlažnosti: održavajte relativnu vlažnost u umjerenom rasponu (otprilike 20-80%) kako biste smanjili rizik od elektrostatičkog pražnjenja i kondenzacije.
Postavljanje sobnog termostata na nepotrebno nisko, što povećava potrošnju energije bez zaštite stalka.

Također postoji energetski argument za trčanje stalaka blizu gornje granice preporučenog raspona. Svaki stupanj pretjeranog hlađenja obično povećava potrošnju energije za hlađenje za oko 2-4%, jer sustav klimatizacije radi jače kako bi prostor održao hladnijim nego što je potrebno. Ispravna ventilacija i postupci rasipanja topline nadopunjuju gore opisane mjere na razini polica.

Često postavljana pitanja o klimatizacijskim stalakima za poslužitelje

Koja je idealna temperatura za stalak za poslužitelje?

ASHRAE preporučuje održavanje ulaznog zraka u stalak između 18°C i 27°C. Većina IT opreme radi pouzdano u ovom rasponu; 22-25°C praktični je cilj za uravnoteženje sigurnosti i troškova energije.

Koliki protok zraka treba stalak za poslužitelj?

Kao pravilo, oko 160 CFM po kilovatu toplinskog opterećenja s temperaturnom razlikom od 11°C. Stalak od 4 kW stoga treba otprilike 640 CFM preko prednjeg usisnika.

Čemu služi ventilatorska jedinica s termostatom?

To je ploča s ventilatorom za montažu na stalak koja pokreće vrući zrak iz ormarića ili hladan zrak u njega. Kontrola termostata aktivira ventilatore samo kada se prekorači zadana vrijednost temperature, čime se štedi energija i smanjuje stalna buka ventilatora.

Je li potrebno zadržavanje toplog/hladnog prolaza?

Nije obavezno za jedan stalak, ali poravnavanje regala sprijeda prema naprijed i straga prema straga sprječava recirkulaciju vrućih ispušnih plinova u usisnike. Potpuno zadržavanje značajno smanjuje rashladnu energiju u većim prostorijama.

Može li prozorski klima uređaj hladiti serversku sobu?

Mali ormari mogu se izvući s mini-split ili prijenosnom jedinicom, ali prozorski klima uređaji nemaju preciznu kontrolu vlažnosti i temperature i obično ne mogu ravnomjerno rasporediti zrak preko prednjih polica. Namjensko hlađenje preporučuje se za kontinuirana IT opterećenja.

Zašto su slijepe ploče važne za hlađenje polica?

Slijepe ploče blokiraju recirkulaciju zraka kroz prazne U-prostore. Bez njih, hladan zrak zaobilazi dovode opreme i vrući zrak se vraća natrag u stalak, tako da temperature rastu čak i kada je soba hladna.