Sposoby chłodzenia w DATA CENTER
CHŁODZENIE WODĄ
Systemy chłodzenia wodnego wykorzystują duże agregaty wody lodowej do produkcji zimnej wody, która chłodzi nawiewane powietrze. Chłodna woda jest pompowana do CRAH’ów w serwerowni, podczas gdy ciepło jest przekazywane do chłodni kominowej poprzez rurociągi skraplacza. Systemy wody lodowej są zazwyczaj stosowane w Centrach Danych o dużym obciążeniu energetycznym wynoszącym 200kW i większym oraz umiarkowanych lub wysokich wymaganiach wydajności. W wielu obiektach systemy wody lodowej są często wykorzystywane do chłodzenia całych budynków, nawet jeśli Centrum Danych wykorzystuje tylko niewielką część całkowitej wydajności chłodniczej. W przeszłości chłodzenie wodne było często wybierane do dużych, wielopiętrowych obiektów, głównie dlatego, że było bardziej wydajne i ze względu na wielkość obiektu tańsze.
CHŁODZENIE POWIETRZEM
Systemy chłodzone powietrzem to dwuczęściowe konstrukcje, które zawierają chłodzony powietrzem system CRAC oraz skraplacz, który jest również znany jako system CRAC DX (bezpośrednie rozprężanie). Urządzenia CRAC chłodzone powietrzem są powszechnie stosowane w Centrach Danych i są uważane za normę dla małych i średnich serwerowni. W tego typu systemach, czynnik chłodniczy krąży w rurach pomiędzy komponentami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Ciepło jest przekazywane na zewnątrz za pomocą cyrkulacyjnego przepływu czynnika chłodniczego. Samodzielne systemy chłodzone powietrzem to urządzenia klimatyzacyjne, które są połączone w kanałach powietrznych. Zazwyczaj systemy te posiadają wszystkie elementy obiegu chłodniczego w jednej obudowie. Ciepło wydostaje się z tego systemu jako strumień powietrza wywiewanego, który jest kierowany z pomieszczeń IT na zewnątrz budynku lub do określonych pomieszczeń nie wymagających klimatyzacji.
W miarę jak technologie chłodzenia Centrów Danych rozwijały się i stawały się coraz bardziej zaawansowane, oraz wraz ze zwiększającym się obciążeniem cieplnym serwerowni, inne bardziej efektywne technologie stopniowo wypierają systemy DX. Niemniej jednak, systemy DX są wciąż często stosowanym rozwiązaniem. Obecnie są konfigurowane w taki sposób, aby wykorzystywały wymiennik ciepła. Wymaga to jednak zainstalowania dodatkowego sprzętu wraz z agregatami chłodzącymi, co zwiększa koszty systemu.
FREE COOLING
Określenie free cooling odnosi się do możliwości chłodzenia Centrum Danych bez stosowania obiegu chłodniczego. W systemach tych nadal pracują pompy i wentylatory zużywające energię. Free cooling wykorzystuje lokalne warunki otoczenia do chłodzenia powietrza nawiewanego doprowadzanego do urządzeń IT.
Istnieją dwa główne rodzaje systemów freecoolingu:
- System chłodzący powietrzem
Powietrze z zewnątrz jest doprowadzane do Centrum Danych bezpośrednio przez filtry lub pośrednio przez wymienniki ciepła. W systemach opartych o powietrze, filtrowanie powietrza zewnętrznego odgrywa ważną rolę jako czynnik zapobiegający zanieczyszczeniu, a także jako narzędzie kontroli wilgotności.
System ten wykorzystuje czynniki chłodnicze, takie jak woda lub mieszanina wody z glikolem, która cyrkuluje bezpośrednio w chłodniach kominowych i/lub skraplaczach, zamiast w chillerach lub sprężarkach. Systemy chłodzenia wodą oddzielają powietrze z zewnątrz od powietrza wewnętrznego, zapewniając chłodzenie poprzez wymiennik ciepła. W zależności od lokalizacji Centrum Danych, istnieje możliwość wykorzystania zimnej wody z rzek, jezior lub oceanów zamiast stosowania tradycyjnych zamkniętych systemów chłodzenia wody.
CHŁODZENIE CIECZĄ
Istnieją różne podejścia do chłodzenia cieczą. Dwa główne to albo doprowadzenie cieczy do samego serwera za pośrednictwem zamkniętego systemu, składającego się z rurek i płytek, albo przez zanurzenie całej obudowy serwera w płynie. Jednym z wyzwań związanych z chłodzeniem cieczą są wysokie koszty początkowe z tym związane. Jest to powód, dla którego, wielu menedżerów Centrów Danych prawdopodobnie będzie unikać tego sposobu. Inną obawą jest samo znajdowanie się cieczy w pobliżu cennego sprzętu IT. Jest to coś, czego na ogół się unika, więc istnieją pewne negatywne opinie na temat tego rozwiązania.
OBROTOWY WYMIENNIK CIEPŁA
Obrotowe wymienniki ciepła istnieją od lat, ale ostatnio coraz częściej są wykorzystywane w Centrach Danych. Wymienniki te są zbudowane z aluminiowych sześciokątów. Gorące powietrze z serwerów jest wciągane do wymiennika ciepłą przez wentylatory. Wymiennik pochłania ciepło z powietrza, które przez niego przepływa. Schłodzone powietrze jest następnie wysyłane z powrotem do Centrum Danych. W oddzielnej przestrzeni powietrznej, powietrze zewnętrzne jest wciągane przez wentylatory do jednostki chłodzącej, przechodzi przez wymiennik, absorbujące ciepło i wypuszcza je z powrotem na zewnątrz. Koło wymiennika ciepła obraca się pomiędzy przestrzeniami powietrznymi (zewnętrzną i wewnętrzną), aby skutecznie przekazywać ciepło. Systemy chłodzące z kołowymi wymiennikami ciepła są wydajne i stanowią pośredni system chłodzenia. Są instalowane w różnych środowiskach na całym świecie. Jedną z wad kołowego wymiennika ciepła jest ilość dodatkowego miejsca, która generuje dodatkowe koszty, w przypadku zbyt wysokich temperatur zewnętrznych, gdzie wymagane jest konwencjonalne chłodzenie.
Ze wszystkich głównych aspektów, które sprawiają, że Centrum Danych pracuje na optymalnym poziomie, kontrolowanie temperatury jest często uważane za mało priorytetowe w porównaniu z innymi funkcjami i dlatego jest często ignorowane, do czasu pojawienia się problemu. Ze względu na kluczowy wpływ temperatury na wysoce wrażliwe i pracujące z dużą mocą urządzenia, posiadanie wydajnej i skutecznej strategii chłodzenia jest niezbędnym aspektem funkcjonowania Centrum Danych. Metoda chłodzenia urządzeń wewnątrz Centrum Danych zawsze stanowiła krytyczny element w procesie projektowania. Dziś jednak zarządzający serwerowniami mają większą możliwość obniżenia kosztów i zwiększenia niezawodności sprzętu przy jednoczesnym wsparciu rosnących wymagań w zakresie IT. Aby sprostać ciągle zwiększającym się wymaganiom, Centra Danych są obecnie projektowane tak, aby rozwijać się wraz z potrzebami firmy. Dotyczy to również systemu chłodzenia, który jest projektowany w taki sposób, aby umożliwiać dostosowanie do indywidualnych potrzeb.
