Přečtěte si:  Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy

Rittal – The System: Úspory energie v datovém centru

2.9.2013 V souvislosti s úsporami energie v datovém centru se čtenáři vybaví především vícejádrové procesory, SSD disky a Blade servery. Přitom stejně efektivní, ne-li dokonce účinnější, jsou jednoduché konstrukční změny v datovém sále v podobě uzavření tzv. mezirackové uličky. Správně umístěné stěny a stropní prvky dokážou snížit zatížení chlazení o více než 10 %. Společnost Rittal přichází s promyšleným konceptem Rittal – The System, který poskytuje řešení v oblasti IT infrastruktury, včetně jejího napájení a chlazení.

Neustále rostoucí poptávka po IT službách plní datová centra dalšími řadami serverových skříní. Samotné servery jsou stále výkonnější a soustředí do serverové skříně čím dál větší výpočetní výkon. Podle toho, zda se používají běžné servery nebo Blade servery, může v současnosti serverový rozváděč generovat až 30 kW odpadního tepla, které musí příslušné chladicí zařízení z datového centra nějakým způsobem odvést. Mnohá datová centra však nebyla od doby svého vzniku nijak upravována, a proto jsou konstrukčně zastaralá.

Problematika cirkulace vzduchu

Jakmile se studený vzduch dostane do studené uličky, servery nasají ochlazený vzduch, který poté, co se ohřeje na teplotu odpadního vzduchu, odvádějí na své zadní straně do takzvané teplé uličky. Zde teplý vzduch stoupá nahoru ke stropu, odkud je potrubím nasáván zpět do chladicího systému, čímž se uzavře cirkulační cyklus. Mezi stropem a skříní existuje meziprostor, v němž se teplý vzduch vyfukovaný ze zadní strany rozváděčů může dostat dopředu k sacím otvorům serverů. Studený a teplý vzduch se tak smíchá, a tak nutně klesá účinnost celého chladicího systému.

Uzavřená ulička brání vstupu horkého vzduchu

Při plánování datových center se dříve tato recirkulace často vůbec nezohledňovala. Jednoduché konstrukční úpravy přitom umožňují dosáhnout, právě v oblasti chlazení, výrazně vyšší účinnosti. Pomocí konstrukčních opatření se od sebe zcela oddělí studený a teplý vzduch. Protože se proudy vzduchu nemohou promíchávat, stoupá účinnost chladicího systému, s kladnými důsledky pro energetickou spotřebu a rezervy výkonu chladicí techniky.

Při zakrytí uličky se od sebe oddělí strana sání a strana vyfukování vzduchu z rozváděče. U stropu se většinou používají transparentní deskové materiály, protože nad zakrytím visí osvětlení místnosti. Bočnice mohou být z plechu nebo plastu, s příslušnými systémy dveří pro přístup k řadám skříní. Téměř vždy jsou integrovány velké skleněné plochy, které umožňují snadnou kontrolu a přehled o serverech.

Důležitou roli samozřejmě hraje také požární bezpečnost, obvykle jsou dodrženy alespoň požadavky dle DIN 4101/B1 (nehořlavost). Trysky hasicího zařízení se nacházejí uvnitř uzavřené uličky, takže když plyn při požáru proudí dovnitř, může docházet k přetlaku, který však redukují příslušné odlehčovací klapky ve stropní části uzavřené uličky.

Funkční a elegantní

Ve starších datových centrech nebývají rozváděčové řady homogenní, takže se musí vyrovnat rozdílné výšky a hloubky rozváděčů. Nejsnadněji lze uzavřenou uličku naplánovat u relativně nových datových center, v nichž všechny rozváděče pocházejí od stejného výrobce. Jaké řešení uzavření uličky se použije, závisí na více faktorech. Mnozí zákazníci hledají především rychlé a levné řešení např. v podobě průhledných plastových závěsů. Na druhé straně, poskytovatelé hostingových služeb, kteří umožňují zákazníkům prohlídku svých zařízení, více dbají na vzhled. Ti pak chtějí, aby jejich datová centra byla nejen funkční, ale rovněž atraktivní.

Pro uzavření uliček v datovém centru je žádaný systémový dodavatel, který se vyzná v rozváděčích i chlazení, ovládá napájení pomocí UPS a může dodat měřicí systémy jako PDU, včetně monitorování a softwaru.

Oddělení studeného a teplého vzduchu

O uzavřené uličce hovoříme v případech, kde můžeme fyzickým oddělením vytvořit buď studenou uličku (na straně sání), nebo teplou uličku (na straně výfuku vzduchu). Zpravidla je využívána pouze varianta uzavřené studené uličky, protože výrobci serverů specifikují teplotu přiváděného vzduchu a v případě studené uličky lze tuto hodnotu lépe kontrolovat. Ve výjimečných případech může být však užitečná také uzavřená teplá ulička. O tento případ se jedná například tehdy, jestliže ve velkém datovém centru, které je chlazeno pouze cirkulací vzduchu dvojitou podlahou, některé serverové rozváděče generují extrémně vysoké tepelné zatížení. Toto velmi horké odpadní teplo se nesmí dostat do oběhového systému a toho lze velmi efektivně a rychle dosáhnout uzavřením teplé uličky. Bez ohledu na použitou metodu znamená uzavřená ulička v konečném výsledku kompletní oddělení teplého a studeného vzduchu, a tím co nejlepší regulaci provozní teploty serverů.

Důležitá je takzvaná „ideální teplota“ serverů, která se liší v závislosti na výrobci a prostředí. Standardizační organizace „American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers“ (ASHRAE) doporučuje hodnoty od 18 do 27 °C, v praxi se tato hodnota nastavuje na 20 až 25 °C. Aby byla u sacích otvorů serverů dosažena teplota 18 °C, musí být produkován vzduch se vstupní teplotou zhruba 15 °C. Tato vstupní teplota je rozhodující pro účinnost chladicího okruhu. Čím vyšší vstupní teplotu zvolíme, tím nižší je vynaložený chladicí výkon, a tím i energetická spotřeba chladicích jednotek.

Bez použití principů uzavřené uličky lze správnou teplotu serverů regulovat pouze pro dílčí úseky serverových skříní. Přímo u výstupu proudu vzduchu z chladicího potrubí ještě převládá požadovaná teplota, nicméně čím větší je vzdálenost serverů od tohoto místa, tím více roste teplota tohoto vzduchu vlivem recirkulace. Vznikají tak ložiska tepla, na která chladný vzduch nedosáhne, a tím i velké odchylky v celé uličce se serverovými skříněmi. Pouze uzavřená ulička zaručuje uživateli správnou teplotu serverů na větší ploše.

Důvěryhodný partner

Výhody relativní jednoduchosti a dosažení významné energetické účinnosti vyvolává velký zájem o princip uzavřené uličky. Datové centrum je velmi důležitým místem v podniku, a proto zákazníci kladou na dodavatele vysoké nároky na jeho výkonnost a spolehlivost. Navíc pouhé uzavření uličky nestačí, neboť v souladu s novým „uspořádáním“ prostoru se také musí upravit stávající chladicí systém. Je tedy velmi důležité využívat služeb systémového dodavatele, který má hluboké znalosti v rozváděčích, chlazení, v systému nepřerušitelného napájení UPS a může dodat monitorovací a měřicí systémy, jako například jednotky PDU, včetně softwaru. Takovým dodavatelem je společnost Rittal. Promyšlený koncept Rittal – The System poskytuje řešení v oblasti rozváděčů, rozvodů proudu, chlazení a IT infrastruktury, včetně softwaru a služeb, napříč všemi sektory průmyslu. Celosvětovou dostupnost nabízených produktů a řešení zajišťuje více jak 10 000 zaměstnanců, 11 výrobních závodů a 64 dceřiných společností.

Zajímá-li vás nabídka produktů a řešení společnosti Rittal a chcete-li být stále a včas informováni o všech novinkách, zaregistrujte se k odběru Rittal Info-newsletteru.

Martin Pojer, product manager – IT, Rittal

Foto: Rittal

Více na www.rittal.cz

Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services