• температура от 18 до 27 градусов по Цельсию (от 64,4 до 80,6 градусов по Фаренгейту);
• точка росы от -9 градусов C до 15 градусов C (от 15,8 до 59 градусов F); и
• относительная влажность 60%.

Определение надлежащей среды для ИТ-оборудования зависит от его классификации (A1–A4), которая основана на типе оборудования и способах его работы в порядке убывания чувствительности. Оборудование A1 относится к корпоративным серверам и другим устройствам хранения данных, требующим строжайшего экологического контроля. A4 применяется к ПК, устройствам хранения данных, рабочим станциям и объемным серверам и имеет самый широкий диапазон допустимых температур и влажности.

В предыдущих версиях основное внимание уделялось надежности и времени безотказной работы, а не затратам на электроэнергию. По мере того, как центры обработки данных получали больше информации о методах энергосбережения и эффективности , ASHRAE разработала классы, которые лучше описывали воздействие на окружающую среду и энергопотребление.

Как рассчитать потребности в охлаждении центра обработки данных

Чтобы рассчитать потребности в охлаждении вашего центра обработки данных, вам потребуются несколько данных: общая тепловая мощность вашего оборудования, площадь пола в квадратных футах (фут 2 ) ^, конструкция вашего объекта и номинальная мощность электрической системы.

Следует помнить, что некоторое старое оборудование могло быть разработано в соответствии со старыми стандартами охлаждения ASHRAE. Таким образом, если в вашем центре обработки данных используется смешанное оборудование, вы должны определить приемлемый диапазон температуры и влажности для всего оборудования на вашем объекте.

Вот общий расчет, с которого вы можете начать, чтобы получить базовый размер охлаждения в британских тепловых единицах ( BTU ):

(площадь помещения x 20) + (использование ИТ-оборудования в ваттах x 3,14) + (активные люди в помещении x 400)

Но это только начало. Если вам нужна более точная оценка и план будущих потребностей вашего предприятия в охлаждении, продолжайте читать.

Измерение тепловой мощности

Тепло может быть выражено с использованием различных единиц измерения, включая БТЕ, тонны (т) и ватты (Вт). Если ваше оборудование использует несколько единиц измерения, вы должны преобразовать их в общий формат для сравнения. Вот краткая диаграмма преобразования, если в вашем центре обработки данных используются другие:

Вообще говоря, мощность, потребляемая ИТ-устройством, почти вся преобразуется в тепло, а мощность, передаваемая по линиям передачи данных, незначительна. Это означает, что тепловая мощность устройства в ваттах равна его потребляемой мощности.

Особые случаи тепловой мощности

Поскольку некоторые устройства выделяют тепло иначе, чем по общему правилу «их потребляемая мощность равна их тепловой мощности», их необходимо рассчитывать отдельно:

• Осветительные приборы. Как и у ИТ-оборудования, мощность освещения примерно равна мощности тепла. Возьмите это число и умножьте его на 4,25, чтобы определить БТЕ освещения. Если у вас есть светодиодное освещение, уменьшите это количество на одну треть.
• Окна. Если в вашем информационном центре есть окна, вы должны рассчитать, сколько тепла выделяется солнечным светом из всех окон. Общий расчет составляет 60 БТЕ/час на квадратный фут ^{окна , но чтобы получить точные цифры, посмотрите} специальные формулы ASHRAE для этих расчетов для окон. Они учитывают местоположение, количество солнечных часов, строительные материалы, оконные материалы, коэффициент преломления и многое другое.
• Наружное тепло (на стенах, крышах и т.д.). Внешние стены или ваша крыша могут повлиять на общую теплоотдачу в центре обработки данных, особенно в большом. Опять же, проконсультируйтесь с рекомендациями ASHRAE о том, как справиться с этим.
• Люди. Умножьте максимальное количество людей, которые могут находиться в помещении в любое время, на 400, чтобы определить общее количество БТЕ.
• Системы бесперебойного питания (ИБП). Несмотря на то, что эти системы и блоки обычно не работают на 100% мощности, используйте их максимальную мощность при расчете тепловой мощности, так как это может иметь значение, если они используются.
• Системы распределения электроэнергии. Эти системы выделяют только часть заявленной потребляемой мощности в виде тепла, поэтому используйте следующую формулу для расчета тепловой мощности: (0,02 x номинальная мощность энергосистемы) + (0,02 x общая мощность ИТ-нагрузки).
• Маршрутизаторы для передачи голоса по IP (VoIP). До одной трети энергопотребления VoIP- маршрутизатора направляется на удаленные терминалы, поэтому разделите его максимальную выходную мощность на одну треть для расчетов охлаждения.
• HVAC и другие системы охлаждения. Охлаждающие вентиляторы и компрессоры в системах переменного тока выделяют значительное количество тепла. Однако они почти сразу выбрасываются на улицу, а не внутри ЦОД, поэтому их можно игнорировать.

Расчет общей тепловой мощности

Теперь, когда вы собрали все данные, вы просто суммируете их, чтобы определить общие требования к охлаждению для центра обработки данных.

И, если вы используете BTU в качестве базовой единицы, вы должны разделить полученную сумму на 3412, чтобы определить общее необходимое охлаждение в киловаттах (кВт).

Другие факторы окружающей среды

Помимо особых факторов окружающей среды, упомянутых ранее, на расчеты тепловой мощности центра обработки данных могут влиять несколько других факторов. Их игнорирование может привести к выбору системы охлаждения неправильного размера и увеличению общих инвестиций в охлаждение.

Влажность воздуха

Системы HVAC часто предназначены для контроля влажности и отвода тепла. В идеале они должны поддерживать постоянный уровень влажности, однако функция воздушного охлаждения часто приводит к значительной конденсации и потере влажности. Таким образом, многие центры обработки данных используют дополнительное оборудование для увлажнения, чтобы компенсировать эту потерю, добавляя больше тепла.

Большие центры обработки данных со значительным смешиванием воздуха — смешиванием горячего и холодного воздуха из помещений внутри помещения — обычно нуждаются в дополнительном увлажнении. Система охлаждения должна помогать компенсировать движение более горячего воздуха в помещении. Из-за этого эти центры обработки данных должны увеличить свои системы охлаждения до 30%.

Конденсация не всегда является проблемой в небольших центрах обработки данных или коммутационных шкафах, поэтому система охлаждения может сама справиться с увлажнением через уже установленный обычный обратный воздуховод. Возвратные каналы исключают риск образования конденсата по своей конструкции, поэтому система HVAC может работать со 100% холодопроизводительностью.

Увеличенное охлаждение

Потребности центра обработки данных в охлаждении могут меняться со временем, поэтому вам следует рассмотреть возможность увеличения мощности вашей системы охлаждения для будущего роста. Увеличение размера также имеет дополнительные преимущества, так как используется для резервирования, если часть системы охлаждения выходит из строя в какой-то момент или если вам необходимо снять ее часть для обслуживания. Вообще говоря, консультанты по HVAC рекомендуют добавить столько резервирования, сколько позволяет ваш бюджет , или по крайней мере на один блок больше, чем требуется по вашим расчетам.

Консультанты по HVAC обычно умножают тепловую мощность всего ИТ-оборудования на 1,5, чтобы обеспечить возможность расширения в будущем.

Примеры расчетов требований к охлаждению центра обработки данных

Вот несколько примеров расчетов охлаждения с использованием различных стандартных показателей.

1. Общий расчет охлаждения центра обработки данных

Предположим, что для типичного центра обработки данных используется следующая примерная информация:

Поскольку размеры большинства систем HVAC измеряются в тоннах, мы можем использовать стандартные уравнения преобразования (ватт x 3,41 = БТЕ/час) и (БТЕ/час / 12 000 = тонны охлаждения):

• 76 кВт = 880 760 Вт x 3,41 = 3 003 391,6 БТЕ/час
• 3 003 391,6 БТЕ/час / 12 000 = 250,28 т максимального необходимого охлаждения

Вот наглядное изображение того, как это распределяется между компонентами, системами, людьми и многим другим.

В этом примере центра обработки данных система ИБП выделяет так мало тепла даже при максимальном использовании, что это не составляет даже 1% от общей тепловой мощности. Остальное ИТ-оборудование генерирует большую его часть.

2. Расчеты для небольшой серверной комнаты или шкафа данных

В этом примере мы рассматриваем небольшую серверную комнату, хранилище данных или мини- центр обработки данных , которые можно найти в обычной офисной башне в большом городе. Эти расчеты определяют ваши потребности в охлаждении в ваттах, и любой рейтинг системы питания в киловольт-амперах (кВА) можно приблизительно считать таким же, как и общая выходная мощность устройства.

Преобразовывая их в тонны охлаждения, используя стандартные уравнения преобразования (ватт x 3,41 = БТЕ/час) и (БТЕ/час / 12 000 = тонны охлаждения), нам потребуется в общей сложности следующее:

• 30 999,092 Вт x 3,41 = 105 706,9 БТЕ/час
• 105 706,9 БТЕ/час / 12 000 = 8,81 т необходимого охлаждения

Чтобы определить будущие потребности в охлаждении этого шкафа данных, мы умножаем общую теплопроизводительность ИТ на 1,5, поэтому 12 036 Вт x 1,5 = 18 054 Вт. Добавление этого нового числа к существующим дает нам будущую общую потребность в охлаждении 37 017,412 Вт или 10,5. т охлаждения. Это увеличение на 20%.

По мере того, как современный центр обработки данных меняется и развивается от крупного централизованного центра обработки данных десятилетней давности до небольшого, гибкого центра обработки данных с периферийными вычислениями, который многие предприятия строят сегодня, требования к охлаждению часто остаются прежними. Концентрация такого большого количества технологий в одном месте требует планирования адекватной стратегии охлаждения, которая работает сегодня и в ближайшем будущем.

Это и многое другое влияет на требования к охлаждению центра обработки данных, такие как повышенная плотность стоек, развертывание технологий на объекте и количество работающих там сотрудников. Лучшее понимание того, что влияет на охлаждение, делает любого специалиста по центрам обработки данных более осведомленным о разработке правильного плана охлаждения для нужд организации.