В помещении серверных круглосуточно выделяется масса тепла – от процессоров, системных плат и жестких дисков. При попадании в работающие устройства пыли качество и срок службы серверов снижается. Кроме этого, оболочки кабелей из ПВХ, полиэтилена и полиамида при работе «газят», как говорят обслуживающие оборудование специалисты. Все вместе негативно сказывается на работоспособности и производительности серверов, здоровье персонала. Именно поэтому так важна вентиляция серверных помещений, включающая и устройства кондиционирования. Выполнить проект правильно и с учетом рационального использования средств могут знающие и опытные проектировщики.
Вентиляция серверной – нормы микроклимата
К сожалению, отечественные стандарты, разработанные под современное оборудование, пока не приняты. Есть старый СН 512–78, но его требования относятся к ЭВМ и машзалам и морально устарели. Наши проектанты работают с ANSI/TIA-942-B и обновляемыми рекомендациями ASHRAE.
Температуры воздуха:
- по СН 512–78 – +21 ºС ±2 ºС (зимой) и +22 ºС ±2 ºС (летом);
- по TIA-942 – +20 ºС ~ +25 ºС;
- по ASHRAE (допустимые/рекомендуемые, для разного класса точности, рассматриваются в первую очередь ЦОД): от А1 – +15 ºС ~ +32 ºС/+18 ºС ~ +27 ºС до А4 – +5 ºС ~ +45 ºС/+18 ºС ~ +27 ºС.
На практике климатические условия желательно согласовать с заказчиком на стадии ТЗ в зависимости от нагрузки, требований к безотказности (сколько часов в год допустим простой), используемого оборудования, назначения серверной – корпоративная или для сдачи мощностей в аренду. Так как рост температур может быть довольно резким, следует оговорить количество термодатчиков и их инерционность для обеспечения заданной скорости реагирования регулирующей автоматики. В этом случае система вентиляции серверной, а также кондиционеры обеспечат нужную для работы температуру максимально быстро и в заданном диапазоне.
Поддержка уровня влажности также важна. При высокой – ускоряются процессы коррозии и возможен выход серверов из строя из-за конденсата (риск КЗ), при низкой (кондиционеры сильно «сушат» воздух) – оболочки кабелей сохнут и частично разрушаются, особенно на патч-кордах при перекроссировках, а за счет роста статического электричества создаются помехи, притягивается пыль.
Различные источники указывают на допустимость разных интервалов влажности. Так СН 512–78 предписан диапазон в 45 % ~ 59 %, а TIA-942 – 40 % ~ 50 %. Некоторые специалисты по современным системам расширяют интервал до 20 % ~ 80 %, но это пиковые показатели, не норма. Для поддержки параметров при работающих кондиционерах в вентсистемы включают увлажнители воздуха или осушители (для зимы), что зависит от климата региона.
Накопление на микросхемах пыли провоцируют пробои. Советский стандарт нормирует пылесодержание в воздухе для различных залов с перфокартами, магнитными лентами и ЭВМ (для последней – до 0,75 мг/м³ при фракции до 3 мкм), американский – рекомендует только меры, минимизирующие пылеобразование внутри помещения, подразумевая наличие на притоке фильтров классом не ниже EU4.
Серверные относятся к «чистым» помещениям 8 класса ИСО (см. отдельную статью блога). Это означает максимальную герметизацию и регламент посещений (бахилы, требования к клинингу). Кроме этого, для достижения избыточного давления (минимизация всаса из смежных помещений) вытяжка всегда меньше притока: как правило, принимается 2,5-кратный приток при 2-кратной вытяжке.
Для бесперебойности работы в систему вентиляции закладывают резервное оборудование, обеспечивая период ремонта или замены основных устройств длительностью не менее 48 ч.
Схемы вентиляции
Расположение притока и вытяжки определяют направление потока – сверху вниз или снизу вверх, а также размещение точек входов/выходов в один или больше уровней. В первую очередь это зависит от высоты серверных стоек и шкафов. Естественной конвекцией нагретый оборудованием воздух поднимается и кажется, было бы естественней забирать его сверху. Но тогда по высоте стоек будет разница температур будет выше. С другой стороны, кондиционеры, размещаемые часто в потолке или верхних частях стен, направляют охлажденный воздух вниз. В идеале должна рассчитываться математическая модель аэродинамических потоков. На практике опытные специалисты знают, какую схему выбрать для конкретного случая, как рассредоточить воздуховоды, использовать или нет фальш-полы и т. д.
Пример схемы «снизу вверх», при которой вентиляция серверной формирует «горячие» и «холодные» коридоры подробно рассмотрена нами в статье о майнинг-фермах.
Можно ли положится только на кондиционеры? Нет. Помним про влажность, давление и желание нормально дышать у обслуживающего персонала.
Выбор устройств охлаждения воздуха
Рассмотрим основные варианты.
- Сплит система. Из достоинств – доступность и компактность. Из недостатков – низкая рассредоточенность потока и работоспособность при минусовых температурах. Недостатки могут быть нивелированы, но это сопряжено с дополнительными затратами и снижением эффективности и стабильности работы оборудования.
- Прецизионные кондиционеры. Мощные профессиональные устройства, работающие даже при -35 ºС и не зависящие от колебаний внешних температур (компрессор размещен во внутреннем блоке). Еще одно достоинство – точность (±1 ºС) поддержания температуры. Обеспечивает как автономную работу как, например, CRAC с фреоновым испарителем, так и в связке, например фанкойлы (прецизионники) с центральным кондиционером (чиллером).