Кондиционирование технических помещений с установленной в них компьютерной техникой.
Оснащение вычислительного центра системой кондиционирования в соответствии с требованиями эксплуатации компьютерной техники — важная предпосылка его бесперебойной работы. При этом значение имеет не только правильный выбор кондиционеров, но также их конструктивные особенности и интеграция в систему безопасности. В статье рассматриваются вопросы проектирования и реализации системы кондиционирования помещений, предназначенных для размещения компьютерного оборудования.
В серверных и других технологических помещениях с высокой тепловой нагрузкой поддерживаемый климат должен обеспечивать не только бесперебойную работу компьютерной техники, но и ее эксплуатацию в щадящем режиме, т. е. температура не должна выходить за пределы от +21 до +280C, а относительная влажность воздуха — от 40 до 60%. Эти два параметра должны учитываться при проектировании системы кондиционирования, и затем их необходимо соблюдать и выдерживать в пределах заданных допусков (температура: ?1,50C, относительная влажность ?5%).
Выход значений температуры за пределы заданных допусков может привести к неисправностям, а при определенных обстоятельствах и к потере гарантии на компьютерную технику. Пониженная температура означает неэффективный и дорогостоящий расход электроэнергии. Низкая влажность воздуха приводит к образованию статических зарядов, которые могут повлечь за собой короткое замыкание. Высокая же способствует медленной коррозии, а начиная с уровня в 85% нельзя исключать повреждения самих систем.
ПОДВОД ВОЗДУХА И СКОРОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА
Чтобы обеспечить соблюдение указанных значений во всем помещении, необходим направленный подвод воздуха. Проектировщик должен принципиально стремиться к тому, чтобы воздух подводился снизу вверх — в соответствии с естественным восходящим потоком тепла. Холодный воздух подводится через двойное днище и направленно подается через панели с прорезями, а затем — через воздушные каналы или дефлекторы — к местам, подвергающимся воздействию сильных термических нагрузок. При этом он забирает освобождающееся тепло, поднимается к потолку и поглощается там свободным обратным потоком (см. Рисунок 1). Способы подачи воздуха в другом, иногда в противоположном, направлении требуют повышенных затрат энергии и затрудняют целенаправленное и равномерное кондиционирование. Их следует по возможности избегать.
|
| Рисунок 1. Схематическое изображение конструкции системы кондиционирования вычислительного центра с учетом требований эксплуатации компьютерной техники. |
Кроме того, необходимо позаботиться о достаточной скорости воздухообмена, цикл которого должен составлять от 40 до 60 раз в час. Получаемый объемный воздушный поток составляет около 350 м3/ч в расчете на один киловатт (кВт) мощности. Для выработки этой огромной мощности необходимы прецизионные климатические установки с высоким наружным давлением. Тем не менее в вычислительных центрах по-прежнему продолжают применять климатические установки офисного назначения, так называемые комфортные или сплит-системы. Они не пригодны для использования в вычислительных центрах и даже могут угрожать их безопасности (см. Таблицу 1). Кондиционирование с помощью сплит-системы приводит, например, к перманентному обезвоживанию окружающего воздуха, что, в свою очередь, может вызвать образование статического заряда внутри помещения, где установлена компьютерная техника.
| Прецизионное кондиционирование | Комфортное кондиционирование |
| Высокое наружное давление | Низкое давление |
| Радиус действия до 15 м | Малый радиус действия |
| Возможен направленный подвод воздуха | Возможность направленного подвода воздуха очень ограничена |
| Возможна установка вне помещения с вычислительной техникой | Испарительный блок устанавливается вместе с вычислительным оборудованием |
| Точная регулировка для контроля за влажностью воздуха и температурой | Точная регулировка параметров невозможна |
| Частота цикла воздухообмена от 40 до 60 раз в час | Низкая скорость смены воздуха |
| Рассчитано на 8760 рабочих часов в год (непрерывная эксплуатация) | Рассчитано на 1200 рабочих часов |
| Высокая эффективность | Высокие затраты энергии вследствие непрерывного обезвоживания |
| Таблица 1. Сравнение прецизионного кондиционирования вычислительных центров и комфортного кондиционирования офисных помещений для персонала. | |
ПРАВИЛЬНО ВЫБРАННОЕ МЕСТО УСТАНОВКИ
Наряду с правильным выбором техники, встает вопрос выбора места ее установки. Необходимо учитывать радиус действия системы, который у прецизионного оборудования составляет до 15 м. Если этого недостаточно для полного охвата имеющегося помещения, то воздух рекомендуется нагнетать через несколько устройств в разных направлениях.
Место для установки климатического оборудования принципиально выбирается вне зоны размещения компьютерной техники и защитных устройств, в отдельном смежном техническом помещении. Это помещение должно соответствовать нормам пожарной безопасности DIN 4102/F90 и быть оснащенным пожарной сигнализацией. Кроме того, все климатическое оборудование, включая обратные охладители, расположенные, как правило, вне здания, нужно защитить от несанкционированного доступа, саботажа и вандализма. Подвод и отвод воздуха следует осуществлять через отверстия с противопожарными крышками или заслонками. Очень важно, чтобы запор крышек был выполнен из тугоплавких материалов. Такие запоры закрываются при температуре +680C. Чтобы избежать проникновения вызывающих коррозию продуктов горения, дополнительный контроль должен осуществляться посредством системы противопожарной безопасности. При использовании обратных охладителей наружного монтажа (они могут быть инсталлированы на фасаде или на крыше здания) требуется предусмотреть их подключение к системе грозовой защиты. Упущения в этой области могут иметь серьезные последствия.
В любом случае расположение климатического оборудования непосредственно вблизи места установки компьютерной техники считается неприемлемым. Наличие в таких помещениях трубопроводов с водой и охлаждающими средствами недопустимо. К тому же климатическое оборудование представляет собой дополнительную опасность возгорания.
КЛИМАТИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ
Очевидно, что климатическое оборудование не может рассматриваться изолированно, оно требует согласования с техникой безопасности всего предприятия. В частности, во избежание катастроф система кондиционирования должна быть тесно взаимосвязана с пожарной сигнализацией. Уже при проектировании необходимо указать, когда противопожарная система обязана выключать систему кондиционирования с целью предотвращения дальнейшего развития пожара. Из-за угрозы перегрева компьютерных систем оставлять их в рабочем состоянии можно только на небольшое время, а затем их надо обесточить.
Следует учитывать, что внутри кондиционируемого пространства образуется своего рода воздушный барьер, наличие которого может препятствовать заблаговременному срабатыванию пожарной сигнализации в зависимости от применяемой системы. Неисправности внутри климатической установки или необычное изменение климата в вычислительном центре должны распознаваться немедленно, а информация о них — передаваться незамедлительно. Для этого установки кондиционирования включаются в центральную систему обслуживания, управления и контроля производственно-технического оборудования зданий. Концепция аварийной системы вычислительного центра должна учитывать возможные неисправности системы кондиционирования и определять принятие конкретных мер для выявленных неисправностей.
РАСЧЕТ С УЧЕТОМ ИЗБЫТОЧНОСТИ
Для обеспечения безопасности работы вычислительного центра расчет системы кондиционирования всегда выполняется с учетом избыточности (как минимум N+1). В вычислительных центрах площадью более 200 м2 рекомендованная величина избыточности равна N+2. С учетом избыточности выполняется и соответствующий расчет циркуляционного воздухоохладителя, обратного охладителя и трубопроводов. Соединение трубопроводами между внутренними и внешними устройствами осуществляется по раздельным путям, в зависимости от соединительного участка. Посредством правильного выбора расположения и габаритов оборудования систему кондиционирования следует спроектировать таким образом, чтобы впоследствии ее можно было наращивать в случае повышения тепловых нагрузок.
Приведем пример: в помещении вычислительного центра необходимая холодопроизводительность составляет 50 кВт, ее расчет надо выполнить с учетом избыточности. Вместо двух устройств по 50 кВт рекомендуется установить три по 25 кВт каждый. Из них два будут использоваться постоянно, и один поставлен в резерв. Когда холодопроизводительности в 50 кВт в какой-то момент не хватит или одно из устройств выйдет из строя, можно задействовать резервное устройство. Если в течение длительного времени эксплуатации требуемая холодопроизводительность будет составлять более 50 кВт, то установку можно дополнить четвертым устройством с холодопроизводительностью, также равной 25 кВт. Теперь у нас в распоряжении 75 кВт постоянной холодопроизво дительности, а единообразие используемых элементов оборудования служит, в свою очередь, для обеспечения избыточности.
Штефан Майер — коммерческий директор Abacus Secure-IT. С ним можно связаться по адресу: pf@lanline.awi.de.