Для IT-инфраструктурных компаний, управляющих дата-центрами, серверными и вычислительными центрами, система охлаждения — это не элемент комфорта, а критически важная часть архитектуры. Перегрев оборудования даже на 5–10 °C может привести к троттлингу процессоров, сбоям в работе систем, отказам дисков и, в конечном итоге, простою всей инфраструктуры. Убытки от простоя ЦОД могут достигать сотен тысяч рублей в час.
Поэтому выбор системы охлаждения — это не просто «поставить кондиционер», а комплексное инженерное решение, где чиллеры играют центральную роль. Они обеспечивают стабильный, предсказуемый микроклимат с минимальным риском отказа. Разберём, какие требования предъявляются к охлаждению серверных, какие решения существуют и как подобрать оборудование под конкретный проект.
Функции систем охлаждения серверных
Система охлаждения в серверной выполняет не только базовую задачу — отвод тепла. Она решает комплекс задач, обеспечивающих надёжность и эффективность IT-инфраструктуры.
Основные функции:
- Поддержание заданной температуры — обычно 20–24 °C (по ASHRAE).
- Контроль влажности — 40–60%, чтобы избежать статического электричества и коррозии.
- Обеспечение равномерного распределения воздуха — без застойных зон и «горячих точек».
- Бесперебойная работа 24/7/365 — с резервированием (N+1, 2N).
- Энергоэффективность — снижение PUE (Power Usage Effectiveness).
- Интеграция с системой диспетчеризации (BMS) — для мониторинга и управления.
Ключевой момент: в серверной вся потребляемая электроэнергия превращается в тепло. Если серверный шкаф потребляет 10 кВт — он выделяет 10 кВт тепла. Это делает расчёт нагрузки предсказуемым, но и требует высокой точности.
Основные требования к кондиционированию серверных помещений
Требования к микроклимату в серверной регламентируются международными стандартами, в первую очередь — ASHRAE TC 9.9.
Температурно-влажностный режим
| ПАРАМЕТР | НОРМА | ДОПУСТИМЫЙ ДИАПАЗОН |
|---|---|---|
|
Температура воздуха (вход в шкаф) |
22–24 °C |
18–27 °C |
|
Относительная влажность |
40–60% |
20–80% |
|
Температура точки росы |
5.5–15 °C |
5.5–17 °C |
Важно: резкие перепады температуры и влажности недопустимы — они вызывают конденсат на компонентах.
Воздухообмен
- Кратность воздухообмена — не менее 30–40 1/ч.
- Направление потока — «холодный коридор / горячий коридор».
- Скорость воздуха в шкафу — 1.5–3 м/с.
Надёжность
- Резервирование (N+1) — при отказе одного агрегата система продолжает работать.
- Время автономной работы — от 15 минут до нескольких часов (с ИБП).
- Время восстановления после сбоя — не более 5 минут.
Энергоэффективность
- Целевой PUE — 1.5 и ниже.
- Использование free cooling — при наружной температуре ниже +10 °C.
- Мониторинг энергопотребления — по зонам, шкафам, ИБП.
Виды систем охлаждения для серверных помещений
Существует несколько подходов к охлаждению серверных, отличающихся по архитектуре, эффективности и стоимости.
1. Локальные сплит-системы (DX)
- Кондиционеры устанавливаются в серверной.
- Хладагент циркулирует по коротким трассам.
- Подходят для небольших серверных (до 50 кВт).
Плюсы: простота, низкие CAPEX.
Минусы: шум, низкая энергоэффективность, сложность резервирования.
2. Прецизионные кондиционеры (CRAC) с чиллером
- Чиллер охлаждает воду.
- Вода подаётся в прецизионные кондиционеры (CRAC), установленные в серверной.
- Наиболее распространённое решение для ЦОД.
Плюсы: высокая надёжность, N+1 резерв, низкий шум в помещении, высокий COP.
Минусы: высокие CAPEX, сложность монтажа.
3. Кондиционеры с прямым свободным охлаждением (Free Cooling)
- При холодной погоде используют наружный воздух для охлаждения.
- При жаре — включаются компрессоры.
Плюсы: низкое энергопотребление в межсезонье.
Минусы: зависимость от климата, риск загрязнения.
4. Охлаждение с жидкостным теплоотводом (In-Row, Rear Door)
- Холодная вода подаётся непосредственно к шкафам.
- Очень высокая эффективность.
Плюсы: максимальная энергоэффективность, компактность.
Минусы: высокая стоимость, сложность монтажа.
Компоновки систем охлаждения с чиллерами
Чиллер — это сердце системы. Его выбор определяет архитектуру, эффективность и надёжность.
1. Чиллеры водяного охлаждения
Оптимальное решение для ЦОД.
- Высокий COP — до 6.8.
- Стабильная работа при высокой наружной температуре.
- Низкий уровень шума на объекте.
- Подключение к градирне.
Применение: крупные и средние ЦОД, где важна энергоэффективность и надёжность.
На сайте Сhiller-bim представлены чиллеры водяного охлаждения как со спиральными, так и с винтовыми компрессорами, в диапазоне от 50 до 2500 кВт.
2. Чиллеры воздушного охлаждения
Решение для объектов без доступа к воде.
- Простота монтажа.
- Не требует градирни.
- Высокий уровень шума — критично для зон пребывания людей.
Применение: серверные в бизнес-центрах, промышленные объекты.
3. Бесконденсаторные чиллеры
Решение для реконструкций и объектов с архитектурными ограничениями.
- Чиллер устанавливается в подвале или техническом этаже.
- Тепло отводится через выносные конденсаторы или драйкулеры.
- Минимальный шум в зоне серверной.
Применение: ЦОД в исторических зданиях, объекты с перегруженной кровлей.
На Сhiller-bim доступны бесконденсаторные чиллеры, выносные конденсаторы и драйкулеры— всё необходимое для сборки полной системы.
Расчет мощности кондиционера для серверной
Расчёт должен учитывать не только тепловыделения серверов, но и все сопутствующие нагрузки.
Формула расчёта
Q = Q_серв + Q_осв + Q_инф + Q_огр
где:
- Q_серв — тепловыделения серверов (все потребляемые кВт)
- Q_осв — освещение (обычно 20–30 Вт/м²)
- Q_инф — инфильтрация через двери (10–15% от Q_серв)
- Q_огр — теплопритоки через ограждения (U × A × ΔT
Пример расчёта
Серверная 100 м², 20 шкафов по 5 кВт:
| ИСТОЧНИК | ЗНАЧЕНИЕ |
|---|---|
|
Серверы |
20 × 5 кВт = 100 кВт |
|
Освещение (25 Вт/м²) |
2.5 кВт |
|
Инфильтрация (15%) |
15 кВт |
|
Ограждающие конструкции |
3.2 кВт |
|
Итого |
120.7 кВт |
Запас мощности: 10–15% → 138.8 кВт
Резервирование (N+1): 2×70 кВт или 3×50 кВт.
Проектирование системы охлаждения для серверной
Проектирование — это не просто подбор мощности. Это создание цифрового двойника системы.
Этапы:
- Анализ нагрузок — сбор данных по потреблению ИТ-оборудования.
- Выбор архитектуры — чиллер + CRAC, free cooling, in-row.
- Подбор оборудования — чиллеры, насосы, градирни, кондиционеры.
- Гидравлический расчёт — подбор сечений труб, насосов.
- Моделирование воздушных потоков (CFD) — для оптимизации расстановки шкафов.
- BIM-моделирование — для проверки коллизий и координации.
На Chiller-bim доступны BIM-модели чиллеров, выносных конденсаторов и драйкулеров в форматах Revit, IFC, STEP. Это позволяет:
- Проверить размещение в помещении.
- Оценить зоны обслуживания.
- Избежать коллизий с другими коммуникациями.
Дополнительно, что поможет в проектировании
- Помощь в проектировании — если вы не уверены в выборе схемы, специалисты «Нормал Вент» могут подготовить техническое решение.
- Аудит имеющихся проектов — для оптимизации работы существующей системы.
- Сервисное обслуживание — для поддержания стабильной работы.
- Аренда чиллера — для временных нагрузок или ремонта основного оборудования.
Группа компаний «Нормал Вент», основанная в 2002 году, производит более тысячи наименований продукции и имеет 14 собственных представительств по России. Вся продукция поставляется под собственными торговыми марками, что гарантирует контроль качества на всех этапах.
Нужна надёжная система охлаждения для вашего ЦОД? Получить КП
