Hír

Otthon / Hír / Ipari hírek / Szerverállvány-légkondicionálás: hűtési módszerek, CFM útmutató és bevált gyakorlatok

Szerverállvány-légkondicionálás: hűtési módszerek, CFM útmutató és bevált gyakorlatok

Ismerős a jelenet az informatikai rendszergazdák számára: egy 42U-s rack a szerverterem sarkánál az év nagy részében jól működik, majd nyáron elkezdi a hőmérsékleti figyelmeztetéseket. A szobatermosztát 22°C-ot ír, de a kapcsolókon belépő levegő 30°C felett van. A probléma nem a helyiség hűtési kapacitása, hanem az állványszintű légkondicionálás, vagy annak hiánya.

A kiszolgálórack-légkondicionálás azt jelenti, hogy a hőt a szekrény szintjén kell kezelni: elegendő hideg levegőt kell juttatni a rack elejére, eltávolítani a forró kipufogót a hátulról, és kiválasztani az ezt a légáramlást támogató hardvert. Ez az útmutató ismerteti a várható hőterheléseket, a hűtési és légáramlási igények kiszámítását, valamint azt, hogy az állvány mely összetevői javítják ténylegesen a hőteljesítményt.

Miért érdemel több figyelmet a rack-szintű hűtés?

A rack bemeneti hőmérséklete nem egyezik meg a szobahőmérsékletgel. Az ASHRAE Technikai Bizottság 9.9 ajánlása szerint az informatikai berendezések bemenő levegőjét 18°C ​​és 27°C (64,4-80,6°F) között kell tartani. Ha az állványokon nem működik a légáramlás szabályozása, a forró kipufogógáz visszakeringetheti a szekrények tetején és oldalain, így a beszívott hőmérséklet jóval a szoba átlaga fölé emelkedik.

Két tény magyarázza, hogy miért fontos a szekrényszintű hűtés:

  • Egy teljesen lakott rack 5-15 kW-os berendezést tud tárolni, és egy lapátos alváz több mint 5 kW-ot tud elvezetni.
  • Széles körben alkalmazott elektronikai megbízhatósági szabályként minden 10°C-os üzemi hőmérséklet-emelkedés nagyjából felére csökkenti az alkatrészek várható élettartamát.

Így a rack jól mutathat a szobatermosztáton, miközben a szekrény tetején már forró pontok jelennek meg. A rack szintjén tervezett hűtés megakadályozza, hogy ezek a hotspotok meghibásodjanak.

Mennyi hűtésre van szüksége a szerverállványnak

A kiindulópont a hőterhelés. A szerver vagy kapcsoló által felvett elektromos áram szinte teljes mennyisége hővé alakul, így az összes telepített eszköz energiafogyasztásának összegzésével megbecsülheti a rack hőteljesítményét.

Tipikus hőteljesítmény készüléktípusonként 0 1 kW 2 kW 3 kW 4 kW 5 kW 48 portos kapcsoló 0,2 kW 1U rack szerver 0,9 kW 2U rack szerver 1,2 kW 4U tárolótömb 1,8 kW Pengeház 5,5 kW

Tipikus hőteljesítmény készüléktípus szerint; reprezentatív teljes terhelési értékek az általános rack-berendezésekhez.

Ha megvan a teljes kilowatt érték, két konverzió hasznos:

  • Hőterhelés BTU/óra-ban = kW × 3413.
  • A légáramlási igény nagyjából 160 CFM/kW 11°C-os hőmérséklet-különbség mellett a rack bemenet és a kipufogó között.
Hűtési igény különböző rack-terheléseknél, 160 CFM/kW és 11°C hőmérséklet-különbség alapján.
Rack terhelés Hőteljesítmény (BTU/óra) kb. légáramlás szükséges (CFM)
2 kW 6,826 320
4 kW 13,652 640
6 kW 20 478 960
8 kW 27,304 1,280
10 kW 34 130 1600

Példa: egy rack nyolc 500 W-os szerverrel 4 kW-ot fogyaszt. Ez nagyjából 13 650 BTU/óra hőt jelent. Normál 11°C-os delta mellett a racknek körülbelül 640 CFM légáramlásra van szüksége. Ha a szobaellátás ennek csak a felét biztosítja, a bemeneti hőmérséklet folyamatosan emelkedni fog.

Az adattábla névleges értékei a legrosszabb eset értékek, és a mért terhelések gyakran 10-30%-kal alacsonyabbak. Ennek ellenére a reális csúcsterheléshez méretezett légáramlás, mert a hűtési problémák mindig a legnagyobb terhelésnél jelentkeznek.

A légáramlás-szabályozás az állványos hűtés alapja

Ventilátorok vagy speciális hűtőegységek hozzáadása előtt javítsa ki az alapokat. Szinte az összes rack-be szerelhető berendezést elölről hátrafelé irányuló légáramlásra tervezték: a hideg levegő elölről érkezik, a meleg levegő pedig hátulról távozik. Bármi, ami megtöri ezt az utat – a bemenetet blokkoló üvegajtó, a falnak támasztott hátsó panel vagy a nyitott U-terek, amelyek lehetővé teszik a forró levegő visszaáramlását – csökkenti a hűtés hatékonyságát.

Rack légáramlási minta (elölről hátrafelé) Elülső szívónyílás Hátsó kipufogó

Elöl-hátul légáramlás: a hűvös befúvás belép a perforált ajtóba; a berendezés kipufogógáza hátrafelé kilép.

Gyakorlati lépések, amelyek javítják az állványszintű légáramlást:

  • Rendezze el az állványokat úgy, hogy a szívóoldalak a hideg folyosókban találkozzanak, a kipufogófelületek pedig a meleg folyosókban.
  • Tartson legalább 60 cm (körülbelül 24 hüvelyk) szabad helyet az egyes állványok előtt és mögött.
  • A vízszintes recirkuláció megállítása érdekében minden használaton kívüli U-térbe zárópaneleket szereljen fel.
  • Vezesse át a kábeleket függőleges vezetőkön keresztül, hogy azok ne akadályozzák az első bemenetet vagy a hátsó kipufogót.
  • Zárja le a kábelnyílásokat az emelt padlókban, hogy a hideg levegő elérje az állvány elülső részét, ahelyett, hogy a padló alatti légtérbe szivárogna.

A recirkuláció a fő oka annak, hogy a rack beszívási hőmérséklete meghaladja a szobahőmérsékletet. Egy olyan helyiségben, ahol a termosztát 22°C-ot mutat, egy nem kezelt rack 28-30°C-os levegőt tud behúzni a felső nyílásaiba. A rossz légáram-keverés a rendelkezésre álló hűtési kapacitás 20-30%-át pazarolhatja el, ezt az adatot gyakran említik az adatközpontok hatékonyságának felmérései. Ha mélyebbre szeretné tekinteni a légáramlás és a szekrény kialakításának kölcsönhatásait, lásd hogyan akadályozza meg a légáramlás szabályozása a hálózati szekrényekben az informatikai berendezések túlmelegedését .

A szekrényajtók közvetlenül is szerepet játszanak a hűtésben. A nagy üvegtáblás tömör bejárati ajtó szinte nem hagy nyitott teret a levegő számára, így a szekrény holtzónává válik. A perforált vagy kifejezetten szellőztetésre tervezett ajtók a jobb választás aktív kapcsolókat és szervereket szállító állványokhoz. A jól szellőző ajtók megőrzik a biztonságot, miközben a hideg levegőt ténylegesen elérik a berendezéshez:

Vented front door for heavy-duty soundproof server cabinet Szellőztetett bejárati ajtó nagy teherbírású hangszigetelt szerverszekrényhez Ez a szellőző ajtó biztosítja a légáramlást, miközben megőrzi a biztonságot, kielégítve az aktív kapcsolók és szerverek hűtési igényeit. Körülbelül 1000 kg-ot bír el, opcionálisan ívelt kereteket kínál, és szabványos 19 hüvelykes állványokhoz illeszkedik. Termék megtekintése →

Rackbe szerelhető hűtő hardver: ventilátorok, ajtók és termosztátok

A meleg helyeken elhelyezett vagy sűrű berendezéseket tartalmazó szekrények esetében az állványos ventilátor egy alacsony költségű és hatékony kiegészítő. Az 1U vagy 2U ventilátorpanel közvetlenül a rackbe szerelhető, és vagy kiszívja a forró levegőt a hátulról, vagy a hideg levegőt előre nyomja. A leghasznosabb változatok termosztát kapcsolót tartalmaznak, így a ventilátorok csak akkor működnek, ha a belső hőmérséklet átlép egy alapértéket. Ez energiát takarít meg és csökkenti a zajt a folyamatos ventilátorműködéshez képest.

Thermostat-controlled rack fan unit for server cabinets Termosztáttal vezérelt rack ventilátor egység szerverszekrényekhez Alacsony költségű hűtési kiegészítő meleg állványokhoz, ez a ventilátorpanel 1U vagy 2U-os helyre szerelhető, és csak akkor működik, ha a belső hőmérséklet meghaladja a beállított értéket, így energiát takarít meg és csökkenti a zajt. Termék megtekintése →

A zárt szekrények és a falra szerelhető szekrények még egyszerűbb keringést segítő eszközöket igényelhetnek. Az oldalsó vagy a felső panelekbe szekrény hűtőventilátor szerelhető a belső légmozgás javítása érdekében olyan helyeken, ahol gyenge a természetes konvekció. Praktikus lehetőség falra szerelhető szekrényekhez folyosókon, üzletekben, kis irodákban, ahol nem indokolt a teljes precíziós hűtési rendszer.

Compact intelligent cooling fan for network cabinets Kompakt intelligens hűtőventilátor hálózati szekrényekhez Ez a ventilátor oldalsó vagy felső panelekbe szerelhető, hogy javítsa a légáramlást ott, ahol a természetes konvekció gyenge. A készülék hőmérséklete alapján állítja be a sebességet, csendesen működik, és illeszkedik a falra szerelhető szekrényekhez. Termék megtekintése →

Igényesebb esetekben soros hűtők, hátsó ajtó hőcserélők, önálló, klimatizált állványok állnak rendelkezésre. Ezek akkor válnak szükségessé, ha egyetlen rack eléri a durván 10 kW-ot vagy többet, és a helyiség nem képes elegendő kondicionált levegőt biztosítani. A legtöbb szerverterem és hálózati szekrény esetében azonban a tiszta légáramlási minták, a szellőző ajtók és a termosztáttal vezérelt ventilátorok kombinációja megbízható rack-hűtést biztosít a költségek töredékéért. Ne feledje, hogy minden további hűtőberendezés csak akkor hatékony, ha maga a helyiség képes visszautasítani a teljes hőterhelést: az állvány a helyiségtől, a helyiség pedig a légkondicionáló rendszertől függ.

Figyelje a rack bemeneti hőmérsékletét, és kerülje el ezeket a hibákat

A szerver rack esetében a legértékesebb érték a berendezés bemeneti hőmérséklete, nem a helyiség átlaga. Helyezzen egy hőmérséklet-érzékelőt a rack elejére, körülbelül középmagasságra, és naplózza néhány hétig. Látni fogja, hogyan változik a hőmérséklet a munkaterheléssel és a helyiség hűtési ciklusaival, és ezeket az adatokat felhasználhatja a ventilátor küszöbértékeinek beállítására.

Bemeneti hőmérséklet vs. relatív hibaarány 1,0x 1,5x 2,0x 2,5x 18°C 20°C 22°C 24°C 26°C 28°C 30°C

A relatív meghibásodási arány nő, ha a rack bemeneti hőmérséklete az ajánlott tartomány fölé emelkedik.

Már a bemeneti hőmérséklet kismértékű emelkedése is megterheli az alkatrészeket, ezért praktikus megbízhatósági terv az állványok ASHRAE által javasolt sávon belüli tartása. Gyakori hibák, amelyeket érdemes elkerülni:

  • Állvány túltöltése légáramlási kapacitás növelése nélkül.
  • A hátsó kipufogócső blokkolása dobozokkal, kábelekkel vagy túl közel elhelyezett fallal.
  • A rack ventilátorok letiltása zaj miatt, ahelyett, hogy termosztáttal vezérelt modellt választana.
  • A páratartalom figyelmen kívül hagyása: tartsa mérsékelt tartományban a relatív páratartalmat (körülbelül 20-80%) az elektrosztatikus kisülés és a kondenzáció kockázatának csökkentése érdekében.
  • A szobatermosztát szükségtelenül alacsonyra állítása, ami a rack védelme nélkül növeli az energiafelhasználást.

Energiával kapcsolatos érv is szól amellett, hogy az állványokat az ajánlott tartomány felső határa közelében helyezzék el. Minden egyes túlhűtési fokozat jellemzően körülbelül 2-4%-kal növeli a hűtési energiafogyasztást, mert a légkondicionáló rendszer keményebben dolgozik, hogy a szükségesnél hidegebben tartsa a teret. A megfelelő szellőztetés és hőelvezetés kiegészíti a fent leírt állványszintű intézkedéseket.

Szerver rack légkondicionáló GYIK

Mi az ideális hőmérséklet egy szerver rack számára?

Az ASHRAE azt javasolja, hogy az állvány bemenő levegőjét 18°C ​​és 27°C között tartsa. A legtöbb informatikai berendezés ebben a tartományban megbízhatóan működik; A 22-25°C praktikus cél a biztonság és az energiaköltség egyensúlyának megteremtésében.

Mekkora légáramlásra van szüksége egy szerver racknek?

Ökölszabályként körülbelül 160 CFM kilowatt hőterhelés esetén 11°C hőmérséklet-különbség mellett. Egy 4 kW-os rack-hez ezért nagyjából 640 CFM-re van szükség az első szívónyíláson keresztül.

Mit csinál egy termosztátos rack ventilátor?

Ez egy rack-be szerelhető ventilátorpanel, amely a meleg levegőt kivezeti a szekrényből, vagy a hideg levegőt abba. A termosztát vezérlése csak akkor aktiválja a ventilátorokat, ha a hőmérséklet túllépi a beállított hőmérsékletet, így energiát takarít meg és csökkenti a ventilátor folyamatos zaját.

Szükséges a meleg folyosó/hideg folyosó elszigetelése?

Ez nem kötelező egyetlen fogasléc esetén, de a fogaslécek elöl-elöl és hátul-hátul egymáshoz igazítása megakadályozza, hogy a forró kipufogógáz visszakerüljön a szívónyílásokba. A teljes elszigetelés észrevehetően csökkenti a hűtési energiát nagyobb helyiségekben.

Egy ablakklíma hűtheti a szerverszobát?

A kis szekrények megúszhatják a mini split vagy hordozható egységet, de az ablakklímák nem rendelkeznek pontos páratartalom- és hőmérsékletszabályozással, és általában nem tudják egyenletesen elosztani a levegőt az állványok homlokzatán. Folyamatos informatikai terheléseknél célzott hűtés javasolt.

Miért fontosak a takarópanelek az állványos hűtéshez?

A takaró panelek blokkolják a légáramlást az üres U-tereken keresztül. Nélkülük a hideg levegő megkerüli a berendezések beömlőnyílásait, és a meleg levegő visszaáramlik az állványba, így a hőmérséklet akkor is emelkedik, ha a helyiség hűvös.