Новые серверные центры, с учетом их выдающейся мощности, потребляют огромное количество электроэнергии, и большая ее часть превращается в тепло. Поэтому, если серверы не охлаждать, они перегреются, что чревато целым рядом проблем: сбоями, выходом из строя оборудования и потерей важных и ценных данных. Соответственно, системы охлаждения считаются неотъемлемой частью любого дата-центра. Охлаждение серверов – это сложный процесс, в котором используются различные технологии, начиная от простого воздушного охлаждения и заканчивая продвинутыми жидкостными системами. Цена чиллера не самая маленькая, чтобы подбирать его неправильно. Поэтому в данной статье будут подробно разобраны все основные методы охлаждения серверов и рассказано, какая температура должна быть в серверной для их стабильной работы.
Почему серверы нагреваются?
Чтобы понять, как охлаждаются серверы, надо разобраться, откуда вообще берется избыточное тепло.
Когда серверы работают, их процессоры, видеокарты, блоки питания и другие компоненты постоянно потребляют электричество. Вся эта электроэнергия расходуется на вычисления, обработку данных, хранение информации, передачу пакетов и выполнение многих других задач.
Но электронные компоненты не способны использовать 100% поступающей энергии. Значительная ее часть преобразуется в тепло. Например, мощный серверный процессор может потреблять более 200 Ватт, а если в одном сервере установлено несколько таких ЦПУ, общее тепловыделение возрастает в разы.
Чтобы сервер продолжал работать стабильно, необходимо постоянно отводить избыточное тепло и поддерживать оптимальную температуру внутри корпуса и в серверной комнате.
Основные методы охлаждения серверов
Существует несколько основных технологий охлаждения серверов. Их можно разделить на две большие группы: воздушное и жидкостное охлаждение.
Воздушное охлаждение
Воздушное охлаждение – это самый распространенный метод. В его основе лежит циркуляция воздуха, которая позволяет эффективно отводить тепло от нагревающихся компонентов.
Принцип работы достаточно прост. Вентиляторы внутри серверов засасывают холодный воздух и направляют его на процессоры, платы памяти и другие нагревающиеся элементы. Горячий воздух затем выбрасывается в серверное помещение, откуда он удаляется при помощи кондиционеров или специальных систем охлаждения.
Воздушное охлаждение может быть реализовано несколькими способами:
- Классическое охлаждение кондиционерами – в серверной устанавливаются мощные промышленные кондиционирующие устройства, которые поддерживают нужную температуру.
- Холодные и горячие коридоры – сервера размещаются в стойках таким образом, чтобы холодный воздух поступал с одной стороны, а горячий выходил с другой. Это помогает повысить эффективность охлаждения.
- Прямое наружное охлаждение – холодный воздух с улицы используется для охлаждения серверов, что позволяет экономить электроэнергию на кондиционировании.
Плюсы воздушного охлаждения – это простота в эксплуатации, относительно низкая стоимость внедрения, подходит для большинства дата-центров. Минусы – ограниченная эффективность при высоких нагрузках, а также высокий расход электроэнергии на кондиционирование воздуха.
Жидкостное охлаждение
Одним из наиболее эффективных и часто используемых методов охлаждения серверных помещений считается жидкое охлаждение. Этот метод позволяет поддерживать стабильную температуру в серверной за счет использования водяных систем (например, чиллеров), которые обеспечивают отвод тепла от оборудования.
Как работает охлаждение серверов чиллерами? Чиллер – это промышленная холодильная машина, которая использует жидкость (обычно воду или антифриз) для охлаждения воздуха в помещении. Работает он в несколько этапов:
- Охлажденная жидкость циркулирует в системе – чиллер подает холодную воду (или смесь воды с гликолем) по трубопроводам в серверную.
- Охлаждение воздуха через теплообменники – в серверной установлены фанкойлы или прецизионные кондиционеры, через которые проходит охлажденная жидкость, понижая температуру в помещении.
- Отвод тепла за пределы здания – нагретая жидкость возвращается в чиллер, где тепло сбрасывается в окружающую среду через конденсатор (воздушный или водяной). Затем охлажденная жидкость снова подается в систему.
Читайте также как чиллер охлаждает воду
Преимущества использования чиллеров для серверных помещений очевидны. Во-первых, это высокая энергоэффективность, ведь данное оборудование позволяет снизить энергопотребление по сравнению с классическими кондиционерами, особенно если используется фрикулинг (охлаждение за счет холодного наружного воздуха).
Во-вторых, это равномерное охлаждение, так как система поддерживает стабильную температуру и влажность в серверной, что снижает риск перегрева оборудования. В-третьих, чиллеры подходят для масштабных серверных помещений и облачных центров обработки данных.
А еще они могут работать в разных климатических условиях – новые модели способны функционировать даже в условиях сильной жары, обеспечивая надежное охлаждение серверов.
К минусам можно отнести высокую стоимость установки (особенно если необходимо прокладывать длинные трубопроводы), необходимость регулярного обслуживания (профилактические работы, замена хладагента, контроль работы насосов и вентиляторов), а также большие размеры и вес, что может быть проблемой для небольших серверных.
Какая температура должна быть в серверной?
Оптимальная температура в серверном помещении имеет большое значение для стабильной работы оборудования. Если температура окажется слишком высокой, это приведет к перегреву и возможным сбоям, а слишком низкие показатели могут спровоцировать образование конденсата и короткие замыкания.
Рекомендованный температурный диапазон:
- оптимальная температура в серверной: 18-27°C;
- минимальная допустимая температура: 15°C;
- максимальная допустимая температура: 30°C (но работать в таком режиме не рекомендуется).
Кроме температуры, важно также контролировать влажность в помещении. Оптимальный уровень должен составлять 40-60%, чтобы избежать статического электричества и конденсации влаги.
Сравнение методов охлаждения серверов
Метод охлаждения | Принцип работы | Плюсы | Минусы |
Воздушное охлаждение | Использует потоки холодного и горячего воздуха | Простота, дешевизна | Высокий расход электроэнергии |
Жидкостное охлаждение (водяные контуры) | Охлажденная жидкость циркулирует в теплообменниках | Высокая энергоэффективность, подходит для крупных серверных | Дорогое оборудование, сложное обслуживание |
Погружное охлаждение | Серверы полностью погружены в диэлектрическую жидкость | Максимальная эффективность | Высокая стоимость |
Что в итоге?
Охлаждение серверов – это критически важный аспект работы любого дата-центра. Чем мощнее оборудование, тем больше тепла оно выделяет, а значит, тем сложнее обеспечить его стабильную работу.
Основные выводы:
- воздушное охлаждение – самый распространенный и доступный вариант, но требует значительных энергозатрат;
- жидкостное охлаждение – более эффективное, но сложное в установке и обслуживании;
- погружное охлаждение – перспективная технология для высокопроизводительных серверов, но пока мало распространена из-за высокой стоимости;
- оптимальная температура в серверной должна быть 18-27°C, а влажность – 40-60%.
Наша компания, которая является официальным поставщиком надежных чиллеров итальянского бренда Thermocold, предлагает широкий выбор высококачественных систем охлаждения для серверов. Грамотный подбор чиллера напрямую зависит от размеров серверного помещения, плотности размещения оборудования, бюджета и требований к энергоэффективности.
