Охлаждение ЦОД: варианты и комбинации
ЦОДы, независимо от масштаба и уровня надежности, всегда держат в поле зрения проблему охлаждения. Потому что очень непросто перекрывать суммарное тепловыделение нескольких тысяч серверов и поддерживать на локальных участках стабильные 22С (± 2) и влажность 30-70%. В этом обзоре мы рассмотрим три классических технологии сбора и переноса тепла из ЦОД во внешнюю среду. Не будем затрагивать инновации и экзотику, остановимся на технологиях, проверенных годами и тысячами дата-центров.
Двухкомпонентные системы с воздушным охлаждением
Это классика жанра для серверных залов средней площади. Система основана на фреоновых прецизионных кондиционерах и работает по принципу расширения и испарения хладагента. В теории все просто: во внутренний блок кондиционера подается фреон, который от горячего воздуха расширяется, испаряется и отдает уже охлажденный воздух в серверный зал. В реальности системы с воздушным охлаждением требуют стабильного энергоснабжения, серьезно повышают PUE, обязательно устанавливаются в обособленном помещении.
Кондиционирование на холодоносителе
Тоже классическая технология, но уже для крупных ЦОД. Система охлаждает воздушную смесь внутри теплообменника за счет циркуляции холодоносителя, предварительно охлажденного в чиллерах.
Это современное и гибкое техническое решение с более низкими, чем у фреоновых прецизионных кондиционеров эксплуатационными затратами. В то же время система чиллеров — сложное инженерное решение с массой вариантов реализации. По капитальным затратам заметно дороже фреоновой системы, но в сочетании с ней позволяет добиться экономии на эксплуатационных расходах.
Комбинацию чиллерного и фреонового охлаждения используют многие дата-центры. Например, один из крупнейших коммерческих ЦОДов GreenBushDC совмещает систему чиллеров общей холодопроизводительностью более 4 МВт с фреоновыми и жидкостными прецизионными кондиционерами в венткамерах.
Полное свободное охлаждение или full free-cooling system
В такой системе два отдельных контура. Внутренний собирает воздух ЦОД. Наружный берет на себя уличный воздух. В роторном генераторе происходит воздухообмен между двумя контурами и, охлажденный до нужной температуры, воздух подается в помещения ЦОД. Система очень экономичная: каждый кВт электричества в среднем дает 7 кВт холода, позволяя использовать в серверных залах стойки до 50 кВт. Если на улице жаркая погода, на выходе из внутреннего контура ставят испаритель, а на внешний — конденсатор. Некоторые технические решения фрикулинга можно комбинировать с адиабатикой, добиваясь понижения PUE до 1.2 и 1.1.
Инженерные решения по кондиционированию ЦОД редко используются соло. Чаще их комбинируют друг с другом, чтобы «отбить» капитальные вложения и держать на минимуме эксплуатационные расходы.
