Sistemi hlađenja Data Centra
Dva osnovna tehnička sistema bez kojih se ne može zamisliti funkcionisanje data centra su napajanje i hlađenje. Sistem hlađenja mora da obezbedi optimalnu temperaturu zar rad servera, odnosno da evakuiše toplotu koju proizvodi oprema.
Oslobađanje toplote se ne može izbeći, a trendovi minijaturizacije i povećanja procesorske snage servera povećava gustinu disipacije po reku. Od nekadašnjih standardnih 5kW, potrošnja po reku danas ide i do 20 i više kilovata. Tako velika gustina disipacije zahteva ne samo intenziviranje hlađenja, već i pronalaženje novih tehnoloških rešenja koja mogu da se izbore sa enormnom toplotom. Dodatni zahtev je smanjenje potrošnje, a sistem klimatizacije je najveći potrošač energije posle samih servera: potrošnja klimatizacije može dostići i do 40% potrošnje produkcione opreme.
Kako rešiti ove probleme? Na osnovu dugogodišnjeg iskustva i razvoja sopstvenih rešenja za preciznu IT klimatizaciju, Rittal nudi korisnicima različite mogućnosti da se efikasno reše problema povećane temperature, uz optimalnu uštedu u energiji.
Direktna ekspanzija
Sistemi sa direktnom ekspanzijom koriste gasovita rashladna sredstva koja se i dalje kolokvijalno nazivaju freonima, mada trenutno aktuelne varijante nisu freon, niti imaju loš uticaj na ozonski omotač kao što je to bio slučaj sa freonom. Direktna ekspanzija podrazumeva da fluid koji u hlađenoj zoni preuzima toplotu predaje tu toplotu u spoljnom krugu kondenzatoru, bez dodatnog kruga između. Svakodnevno se susrećemo sa kućnim split klimama, koje rade na sličnom principu. Svaka DX klima ima unutrašnju jedinicu, izmenjivač vazduha koji preuzima toplotu iz prostora, i spoljnu jedinicu, koja tu toplotu odaje u spoljni prostor. Pri tome se troši nešto energije, tako da DX sistemi najčešće imaju potrošnju oko 30-35% u odnosu na korisnu snagu hlađenja.
Rittal nudi nekoliko rešenja sa direktnom ekspanzijom.
LCU: Super kompaktno rešenje
Za jedan rek i snagu disipacije opreme do 6.5kW klimu možete smestiti – u rek! Liquid Cooling Unit se sastoji od dve komponente: unutrašnje jedinice sa ventilatorima i spoljašnje sa kompresorom i ostalim delom opreme. Rek je zatvoren i nema razmene vazduha sa spoljnim prostorom. Unutrašnja jedinica se postavlja bočno, uz zid reka. Sa prednje strane izduvava hladni vazduh u prednju zonu reka, ispred servera. Zagrejani vazduh sa zadnje strane servera se usisava kroz proreze na zadnjoj strani jedinice. Spoljna jedinica evakuiše toplotu u okolni prostor. Spoljna jedinica evakuiše toplotu u okolni prostor. Po potrebi, može se instalirati redundantna spoljna jedinica, čime se maksimalno povećava pouzdanost sistema: kada ispadne jedna spoljna jedinica, druga preuzima puno opterećenje. Ovakvo rešenje je idealno za Edge DC aplikacije.
LCP Rack DX
Direktno hlađenje opreme u zatvorenom reku za manje snage disipacije, sa vertikalnom jedinicom koja se montira bočno: izmenjivač po celoj visini ubacuje hladni vazduh u prostor ispred servera koji ga uvlače i zagrejanog izbacuju na zadnjoj strani ormana. Na zadnjoj strani se nalazi usis u rashladnu jedinicu, koja vazduh ponovo hladi i vraća u prednju zonu. Cirkulacija vazduha je unutar ormana sa opremom, nema razmene sa spoljašnjim prostorom, prednja i zadnja vrata reka nemaju perforaciju. Možete hladiti jedan rek tako što se izmenjivač montira bočno ili dva reka istovremeno, ako izmenjivač montirate između dva reka. Ono što je bitno je da maksimalna snaga ovih modela ide do 20kW. Naravno, sastavni deo sistema je spoljna jedinica čiji kapacitet odgovara unutrašnjoj.
Varijanta LCP Rack DX/FC nudi dodatnu pogodnost Free Cooling-a, korišćenja okolnog hladnog vazduha kada je okolna spoljna temperatura dovoljno niska. Ovim „pasivnim“ hlađenjem rashladnog fluida postižu se znatne uštede u potrošnji energije.
LCP Inline DX
Za manje i srednje sisteme sa nešto većim disipacijama preporučuje se varijanta kod koje vertikalne jedinice ubacuju hladan vazduh u zonu ispred rekova koji su opremljeni perforiranim prednjim i zadnjim vratima. Dakle, za cirkulaciju vazduha se koristi prostor ispred i iza reka, a radi efikasnosti zatvara se hladna zona kako bi se sav hladni vazduh usmerio samo u serverske rekove. Rešenje zahteva više prostora, ali je moguće postaviti i više jedinca i obezbediti dovoljnu snagu i redundansu hlađenja. Snaga hlađenja ovih jedinica je nešto veća i ide do 35kW. Ono što je bitno su male dimenzije: maksimalna širina je 600mm za snažnije (35kW) ili 300mm za jedinice manjih snaga (12 i 20kW).
I u ovoj varijanti na raspolaganju su Free Cooling opcije.
Sistemi sa vodom kao rashladnim fluidom
Sistemi sa vodom imaju dvostepenu konverziju toplote: izmenjivač hladi vazduh u serverskoj sobi, a zagrejana voda se hladi spoljnom čilerskom jedinicom, koja ima interni DX krug. Mogu se primeniti i druge varijante obezbeđenja hladne vode sa korišćenjem rashladnih kula ili drugih izvora hladne vode.
Unutrašnje jedinice se kod vodenih sistema odlikuju većim snagama hlađenja, i idu i do 53kW po jedinici. Ovo omogućava, na primer, hlađenje reka sa disipacijom od čak 100kW, postavljanjem u sendvič između dve velike rashladne jedinice. Naravno, moguće je hladiti i dva ormana jednom jedinicom ukoliko snaga to dozvoljava.
I kod vodenih jedinica postoje rek jedinice za hlađenje zatvorenih i zaptivanih ormana bez strujanja vazduha u okolnom prostoru, što je recept za maksimalno iskorišćenje. Moguće je i formiranje reda rekova i hladne zone za primenu Inline jedinica koje ispuštaju hladni vazduh u zatvorenu zonu iz koje se hlade rekovi sa perforiranim vratima.
Hibridni sistemi sa vodom
LCP Hybrid CW su izmenjivači sa vodom kao rashladnim fluidom koji se montiraju u perforirana zadnja vrata reka. Topli vazduh iz pogonjen internim ventilatorima servera prolazi kroz izmenjivač i ohlađen izlazi u okolni prostor. Hladnom vodom se snabdeva iz fleksibilnih cevi. Heat pipe tehnologija omogućava maksimalno efikasnu izmenu toplote. Pošto nema ventilatora, nema ni potrošnje električne energije, pa je ušteda maksimalna. Maksimalna snaga hlađenja je ograničena na 20kW, što će zadovoljiti u velikom broju slučajeva.
Free Cooling: 15/20°C kao optimalno rešenje
Rittal sistemi sa vodom kao rashladnim fluidom rade u režimu temperatura 15/20°C, što znači da u rashladne jedinice ulazi voda temperature 15°C, a temperatura u povratnom vodu je 20°C. Unutrašnje jedinice su tako dimenzionisane da dostižu svoj nominalni kapacitet kod takvog režima temperatura. Ovo je veoma značajno za uštedu energije, jer free cooling hladnjaci mogu obezbediti vodu temperature 15°C i niže tokom dela godine kada je spoljna temperatura niža od desetak stepeni. Rad u FC režimu smanjuje potrošnju jer se kompresori ne uključuju. Ovako energetski optimalan rad nije moguć kod sistema koji rade u režimu 7/12°C, jer oni zahtevaju znatno nižu temperaturu da bi free cooling bio efikasan.
Direktno hlađenje procesora
Pošto kod ekstremnih disipacija u malim prostorima vazduh nije dovoljno efikasan medijum za hlađenje, direktno hlađenje procesora će biti ključno u budućnosti. Umesto nekadašnjih sistema sa vodom, koriste se napredni fluidi koji obezbeđuju veće kapacitete i potpunu sigurnost za opremu – NovecTM 7000. Nova rešenja na bazi dvofaznih sistema sa tečnim rashladnim fluidima bez vode, razvijeni u saranji Rittala sa firmom ZutaCoreTM primer su takvih efektnih inovacija.
Primenjuje se direct-on-chip tehnologija isparivanja, tako da se izbegava pojava hotspotova na nivou procesora: evakuiše se disipacija od 200W i više.
Krovne i zidne kompaktne klime
Stara dobra industrijska klima, Rittalov proizvod koji efikasno funkcioniše u industriji decenijama, našao je primenu i u IT. U pitanju je kompaktna DX jedinica sa ulaznim i izlaznim krugom u istom kućištu. Primena najmodernije Blue e+ tehnologije obezbeđuje minimum utroška energije, praktično bez održavanja. Snage 1600 (krovna) ili 3000W (zidna varijanta) zadovoljiće širok opseg zahteva. Lako se montira, nema razmene unutrašnjeg vazduha sa okolinom i veoma je pogodna za primenu u Edge i industrijskim aplikacijama.