Podstawy: Co to jest chłodzenie centrum danych i jak działa?

Jednym z najważniejszych obowiązków każdego centrum danych jest zarządzanie i monitorowanie środowiska. Jeśli zrobi się zbyt gorąco lub zbyt wilgotno, może to spowodować uszkodzenie sprzętu IT i jego nieprawidłowe działanie. Ogromna moc obliczeniowa w centrach danych generuje dużo ciepła. Im więcej urządzeń zainstalowanych w obiekcie, tym więcej ciepła jest generowane. Dlatego dla jego efektywnego działania niezbędny jest skuteczny układ chłodzenia.

Chłodzenie centrum danych odnosi się do ogólnego sprzętu, narzędzi, systemów, technologii i praktyk stosowanych do regulowania i utrzymywania temperatury i wilgotności w centrum danych. Obiekty te ze względu na pracę serwerów i innego sprzętu generują dużo ciepła, a bez odpowiedniego chłodzenia narażone są na ryzyko przegrzania, co może skutkować awarią sprzętu i kosztownymi przestojami.

Wysoka temperatura i wilgotność to niekorzystne warunki dla sprzętu IT i elektrycznego. Serwery i sprzęt sieciowy są bardzo wrażliwe na wahania temperatury. Zbyt dużo ciepła i wilgoci może spowodować awarię sprzętu i przestać działać, skracając żywotność drogiego sprzętu. Uszkodzony sprzęt może powodować ryzyko pożaru i innych problemów związanych z bezpieczeństwem. Ponadto wysokie koszty częstej konserwacji i wymiany sprzętu komputerowego mogą stanowić obciążenie dla budżetu operacyjnego.

Chłodzenie w centrach danych działa na zasadzie wymiany ciepła, która usuwa nadmiar ciepła z powietrza i zastępuje je chłodniejszym powietrzem. Zwykle odbywa się to na jeden z kilku sposobów:

Serwery i sprzęt sieciowy w centrach danych generują podczas pracy dużo ciepła. System chłodzenia musi najpierw monitorować i mierzyć obciążenie cieplne generowane przez te urządzenia, aby zidentyfikować obszary i sprzęt, które wymagają chłodzenia.

Gorące powietrze jest usuwane na zewnątrz, a następnie wprowadzane jest powietrze zewnętrzne, które za pomocą jednostki klimatyzacyjnej schładza napływające powietrze i wprowadza je do obiegu wewnątrz obiektu.

Aby zoptymalizować wydajność chłodzenia, centrum danych stosuje strategię ograniczania. Uszczelnienia gorących korytarzy izolują gorące powietrze wytwarzane przez serwer, natomiast uszczelnienia zimnych korytarzy kierują zimne powietrze tam, gdzie jest ono najbardziej potrzebne.

W niektórych klimatach centra danych wyrzucają gorące powietrze na zewnątrz, a następnie pobierają wstępnie schłodzone powietrze zewnętrzne do obiektu w celu chłodzenia. Ta metoda nazywa się naturalnym chłodzeniem i jest odpowiednia tylko dla obiektów w zimnym klimacie.

Ochłodź lub ogrzej obiekt do zalecanej maksymalnej temperatury i wymień sprzęt, jeśli ulegnie awarii. Tańsze może być zastosowanie tak zwanego chłodzenia termicznego lub chłodzenia ściśle powiązanego, ponieważ inne metody chłodzenia mogą kosztować znacznie więcej niż koszty wymiany sprzętu.

Chłodzenie powietrzem i chłodzenie cieczą to dwa najpopularniejsze rodzaje chłodzenia centrów danych.

Chłodzenie powietrzem

Chłodzenie powietrzem jest odpowiednie dla małych i średnich centrów danych oraz pomieszczeń biurowych. W chłodniejszych lub umiarkowanych regionach chłodzenie powietrzem jest bardziej opłacalne. Systemy chłodzenia powietrzem są na ogół bardziej ekonomiczne niż systemy chłodzenia cieczą i są stosunkowo łatwe w utrzymaniu i zarządzaniu.

Systemy chłodzenia powietrzem kontrolują temperaturę poprzez schładzanie powietrza w pomieszczeniu. Zwykle obejmują one klimatyzatory do pomieszczeń komputerowych (CRAC) lub urządzenia klimatyzacyjne do pomieszczeń komputerowych (CRU). Powietrze jest pompowane do maszynowni, filtrowane i schładzane, a następnie zawracane do pomieszczenia w celu obniżenia temperatury. Czujniki temperatury i wilgotności pomagają systemowi dostosować przepływ i temperaturę powietrza do potrzeb sprzętu.

Chłodzenie cieczą

Chłodzenie cieczą jest powszechnie stosowane w dużych centrach danych i środowiskach obliczeniowych o wysokiej wydajności. Chłodzenie cieczą jest bardziej powszechne w środowiskach o dużym obciążeniu cieplnym, gdzie wymagana jest wysoka wydajność chłodzenia. Systemy chłodzenia cieczą zazwyczaj zajmują mniej miejsca, dzięki czemu centra danych mogą efektywniej wykorzystywać przestrzeń.

Układy chłodzenia cieczą wykorzystują ciekły czynnik chłodzący, taki jak woda lub płynny płyn chłodzący, do pochłaniania i rozpraszania ciepła poprzez kontakt lub cyrkulację. Systemy te mogą wykorzystywać wymienniki ciepła lub technologię bezpośredniego chłodzenia cieczą w celu przekazywania ciepła do ciekłego medium, które jest następnie rozpraszane do środowiska zewnętrznego przez urządzenia chłodzące.

Wraz z rozwojem technologii zmieniają się także systemy chłodzenia, które zapewniają wydajność i trwałość centrów danych. Zapotrzebowanie na centra danych będzie tylko rosło, dlatego właściciele obiektów i ich klienci muszą szukać bardziej wydajnych i opłacalnych rozwiązań chłodniczych. Przyszłość chłodzenia centrów danych powinna zapewniać większą efektywność energetyczną i odpowiedzialność za środowisko, przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności, na której polegamy w połączonym świecie.