Co všechno dokáže ovlivnit horký vzduch?

Typografie
  • Nejmenší Malé Střední Velké Největší
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Slyšíme-li o úsporách energie v datovém centru, ihned nás napadnou vícejádrové procesory, SSD disky a Blade servery. To je sice správné, ale minimálně stejně efektivní, ne-li dokonce účinnější, jsou jednoduché konstrukční změny v datovém sále v podobě uzavření mezirackové uličky.

Správně umístěné stěny a stropní prvky dokážou snížit zatížení chlazení o více jak 10 procent.

Tam, kde dříve stačily jednoduché serverové místnosti, musí dnes stát datové centrum. Neustále rostoucí poptávka po IT službách plní podnikové místnosti dalšími řadami serverových skříní. Samotné servery jsou stále výkonnější a soustředí do serverové skříně čím dál vyšší výpočetní výkon. Podle toho, zda se používají běžné servery nebo Blade servery, může v současnosti serverový rozváděč generovat až 30 kW odpadního tepla, které musí příslušné chladicí zařízení z datového centra nějakým způsobem odvést. Mnohá datová centra však nebyla od doby svého vzniku nijak upravována, a proto jsou konstrukčně zastaralá.

Problematika cirkulace vzduchu

V řadě datových center, která vznikla v posledních letech, bylo chlazení řešeno jen aktivním chlazením pomocí klimatizace. Problém však představuje smíchávání studeného a teplého vzduchu v mezirackových uličkách. Rozváděče totiž stojí v řadách naproti sobě a vytvářejí tak paralelní uličky, studenou uličku na přední straně rozváděčů, kde se vzduch nasává, a teplou uličku na výfukové straně. Při oběhovém chlazení je ochlazený vzduch vyfukován do studené uličky zespodu děrovanou dvojitou podlahou na přední straně skříní. Alternativně se však dá chladný vzduch přivádět také mezi jednotlivými serverovými skříněmi, tento postup se nazývá řadové chlazení. Zda je lepší použít oběhové nebo řadové chlazení, závisí na konstrukčních podmínkách a také na tepelném zatížení serverového rozváděče. Oběhové chlazení zpravidla nedokáže odvádět více než 6 kW odpadního tepla na skříň. Při vyšších hustotách výkonu se tedy musí použít řadové chlazení.
Jakmile se studený vzduch dostane do studené uličky, servery nasají ochlazený vzduch, který poté, co se ohřeje na teplotu odpadního vzduchu, odvádějí na své zadní straně do takzvané teplé uličky. Zde teplý vzduch stoupá nahoru ke stropu, odkud je potrubím nasáván zpět do chladicího systému, čímž se uzavře cirkulační cyklus. Mezi stropem a skříní existuje meziprostor, v němž se teplý vzduch vyfukovaný ze zadní strany rozváděčů může dostat dopředu k sacím otvorům serverů. Studený a teplý vzduch se tak smíchá. Na základě této zpětné vazby nutně klesá účinnost celého chladicího systému.

rittal pdu

Uzavřená ulička brání vstupu horkého vzduchu

Při plánování datových center se tato recirkulace často vůbec nezohledňovala. Jednoduché konstrukční úpravy přitom umožňují dosáhnout, právě v oblasti chlazení, výrazně vyšší účinnosti. Výhody uzavřené uličky objevuje čím dál tím více podniků. Pomocí konstrukčních opatření se od sebe zcela oddělí studený a teplý vzduch. Protože se proudy vzduchu nemohou promíchávat, stoupá účinnost chladicího systému, s kladnými důsledky pro energetickou spotřebu a rezervy výkonu chladicí techniky.
Při zakrytí uličky se od sebe oddělí strana sání a strana vyfukování vzduchu z rozváděče. U stropu se většinou používají transparentní deskové materiály, protože nad zakrytím visí osvětlení místnosti. Bočnice mohou být z plechu nebo plastu, s příslušnými systémy dveří pro přístup k řadám skříní. Téměř vždy jsou integrovány velké skleněné plochy, které umožňují snadnou kontrolu a přehled o serverech.
Důležitou roli samozřejmě hraje také požární bezpečnost, obvykle jsou dodrženy alespoň požadavky dle DIN 4101/B1 (nehořlavost). Trysky hasicího zařízení se nacházejí uvnitř uzavřené uličky, takže když plyn při požáru proudí dovnitř, může docházet k přetlaku, který však redukují příslušné odlehčovací klapky ve stropní části uzavřené uličky.

Funkční a elegantní

Ve starších datových centrech nebývají rozváděčové řady homogenní, takže se musí vyrovnat rozdílné výšky a hloubky rozváděčů. Nejsnadněji lze uzavřenou uličku naplánovat u relativně nových datových center, v nichž všechny rozváděče pocházejí od stejného výrobce. Jaké řešení uzavření uličky se použije, závisí na více faktorech. Mnozí zákazníci hledají především rychlé a levné řešení např. v podobě průhledných plastových závěsů. Na druhé straně, poskytovatelé hostingových služeb, kteří umožňují zákazníkům prohlídku svých zařízení, více dbají na vzhled. Ti pak chtějí, aby jejich datová centra byla nejen funkční, ale rovněž atraktivní.

Oddělení studeného a teplého vzduchu

O uzavřené uličce hovoříme v případech, když můžeme fyzickým oddělením vytvořit buď studenou uličku (na straně sání) nebo teplou uličku (na straně výfuku vzduchu). Zpravidla je využívána pouze varianta uzavřené studené uličky, protože výrobci serverů specifikují teplotu přiváděného vzduchu a v případě studené uličky lze tuto hodnotu lépe kontrolovat. Ve výjimečných případech může být však užitečná také uzavřená teplá ulička. O tento případ se jedná například tehdy, jestliže ve velkém datovém centru, které je chlazeno pouze cirkulací vzduchu dvojitou podlahou, některé serverové rozváděče generují extrémně vysoké tepelné zatížení. Toto velmi horké odpadní teplo se nesmí dostat do oběhového systému a toho lze velmi efektivně a rychle dosáhnout uzavřením teplé uličky. Bez ohledu na použitou metodu, znamená uzavřená ulička v konečném výsledku kompletní oddělení teplého a studeného vzduchu a tím co nejlepší regulaci provozní teploty serverů.
Důležitá je takzvaná „ideální teplota" serverů, která se liší v závislosti na výrobci a prostředí. Standardizační organizace „American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers" (ASHRAE) doporučuje hodnoty od 18 do 27 °C, v praxi se tato hodnota nastavuje na 20 až 25 stupňů. Aby byla u sacích otvorů serverů dosažena teplota 18 stupňů, musí být produkován vzduch se vstupní teplotou zhruba 15 stupňů. Tato vstupní teplota je rozhodující pro účinnost chladicího okruhu. Čím vyšší vstupní teplotu zvolíme, tím nižší je vynaložený chladicí výkon a tím i energetická spotřeba chladicích jednotek.
Bez použití principů uzavřené uličky lze správnou teplotu serverů regulovat pouze pro dílčí úseky serverových skříní. Přímo u výstupu proudu vzduchu z chladicího potrubí ještě převládá požadovaná teplota, nicméně čím větší je vzdálenost serverů od tohoto místa, tím více roste teplota tohoto vzduchu vlivem recirkulace. Vznikají tak ložiska tepla, na která chladný vzduch nedosáhne, a tím i velké odchylky v celé uličce se serverovými skříněmi. Pouze uzavřená ulička zaručuje uživateli správnou teplotu serverů na větší ploše.

Důvěryhodný partner

Výhody relativní jednoduchosti a dosažení významné energetické účinnosti vyvolává velký zájem o princip uzavřené uličky. Datové centrum je velmi důležitým místem v podniku, a proto zákazníci kladou na dodavatele vysoké nároky na jeho výkonnost a spolehlivost. Navíc pouhé uzavření uličky nestačí, neboť v souladu s novým „uspořádáním" prostoru se také musí upravit stávající chladicí systém. Je tedy velmi důležité využívat služeb systémového dodavatele, který má hluboké znalosti v rozváděčích, chlazení, v systému nepřerušitelného napájení UPS a může dodat monitorovací a měřicí systémy, jako například jednotky PDU, včetně softwaru.
Společnost Rittal přináší svým zákazníkům stále něco nového. Promyšlený koncept Rittal – The System poskytuje řešení v oblasti rozváděčů, rozvodů proudu, chlazení a IT infrastruktury, včetně softwaru a služeb, napříč všemi sektory průmyslu. Celosvětovou dostupnost nabízených produktů a řešení zajišťuje více jak 10.000 zaměstnanců, 11 výrobních závodů a 64 dceřiných společností.
Zajímá-li vás nabídka produktů a řešení společnosti Rittal a chcete-li být stále a včas informováni o všech novinkách, zaregistrujte se k odběru Rittal Info-newsletteru.

Více na www.rittal.cz

Stáhnout aktuální katalog novinek 2013

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.

Časopis vychází 1x měsíčně.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl

ElektroPrůmysl.cz, září 2022

Číslo je zaměřené na elektrické pohony, měniče frekvence, řízení polohy a pohybu.

Zajímavé odkazy

Termokamera pro mobilní telefon - HMINI1 Modul pro mobilní telefon s OS Android a USB-C, rozlišení 160x120 a 25 Hz snímkování.
Monitorování systémy transformátorů v průmyslu Komplexní řešení pro on-line diagnostiku. Pomoc při optimalizaci údržby a využití strojů. Včasná indikace hrozících poruch.
Špičkové nástroje pro odvíjení, protahování a tažení kabelů Profesionální nástroje a pomůcky, které maximálně zefektivní práci a zklidní nervy každého elektromontéra a elektrikáře. Ať se jedná o elektrikářská protahovací pera, odvíječky kabelů a cívek nebo tažení kabelů, vždy máme pořádná esa v rukávu!

Najdete nás na Facebooku