За пределами прецизионного охлаждения центров обработки данных: дополнительные области применения прецизионных кондиционеров прямого расширения (DX)

Почему современные объекты зависят от системы прецизионного охлаждения центров обработки данных

Стандартные коммерческие системы HVAC рассчитаны на комфорт человека с широкими допусками по температуре и влажности, которые не могут защитить высокопроизводительное ИТ-оборудование, работающее 24/7/365. Серверы, системы хранения данных и сетевые коммутаторы генерируют постоянные высокоплотные тепловые нагрузки; даже незначительные тепловые колебания вызывают троттлинг оборудования, электростатические разряды или необратимый выход компонентов из строя. Этот разрыв создает острую потребность в специализированных решениях точного охлаждения центров обработки данных, разработанных исключительно для ответственных электронных сред.

Система прецизионного кондиционирования воздуха с водяным охлаждением серии SOETECK DataCool обеспечивает надежное прецизионное охлаждение центров обработки данных в диапазоне мощностей от 32,5 кВт до 122,9 кВт и разработана для решения ключевых задач по управлению тепловым режимом в различных системах критически важной инфраструктуры. В отличие от агрегатов DX с воздушным охлаждением, архитектура отвода тепла с водяным охлаждением обеспечивает превосходную энергоэффективность в условиях высокой температуры окружающей среды, а конфигурации с двумя системами обеспечивают встроенную избыточность, позволяющую исключить единичные точки отказа. В данной статье подробно рассмотрен полный спектр реальных сценариев применения, в которых эта платформа прецизионного охлаждения для центров обработки данных обеспечивает ощутимые преимущества в плане эксплуатации, надежности и экологической устойчивости, что подтверждается проверенными техническими характеристиками продукции и требованиями к объектам, соответствующими отраслевым стандартам.

Центры обработки данных средних предприятий

Центры обработки данных средних предприятий (50–200 серверных стоек) представляют собой крупнейший массовый рынок для масштабируемых систем прецизионного охлаждения ЦОД, обеспечивающих баланс между умеренными тепловыми нагрузками, бюджетными ограничениями и возможностью долгосрочного расширения. В большинстве корпоративных локальных центров обработки данных плотность мощности на стойку составляет от 5 кВт до 12 кВт, что создает общую тепловую нагрузку, идеально соответствующую диапазону выходной мощности серии SOETECK DataCool — от 32,5 кВт до 122,9 кВт.

Соответствие конфигураций оборудования требованиям корпоративных центров обработки данных

В небольших серверных помещениях предприятий, оснащенных 30–60 стойками, используются односистемные модели, такие как SY-SW30UD (охлаждающая способность 32,5 кВт) и SY-SW40UD (охлаждающая способность 41,8 кВт). Эти одноблочные установки отличаются компактными габаритами (ширина 1126 мм/1326 мм, фиксированная глубина 990 мм, высота 1975 мм), что позволяет размещать их в стандартных ИТ-помещениях с фальшполом без потери ценного пространства в стойках. Для более крупных корпоративных объектов с 80 и более стойками модели с двумя системами, такие как SY-DW65UD (65,1 кВт) и SY-DW100UD (100,9 кВт), обеспечивают совокупную холодопроизводительность с независимыми контурами хладагента, что является ключевым преимуществом для гарантии бесперебойной работы систем прецизионного охлаждения центров обработки данных.

ИТ-подразделения предприятий уделяют особое внимание трем встроенным функциям данного решения для прецизионного охлаждения центров обработки данных:

1. Вентиляторы EC с регулируемой скоростью, которые адаптируют расход воздуха в диапазоне от 8325 м³/ч до 24800 м³/ч в соответствии с динамическими колебаниями нагрузки на серверы, что позволяет снизить энергопотребление вентиляторов в режиме простоя по сравнению с моделями с фиксированной скоростью.
2. Встроенные нагреватели PTC (6–12 кВт) и электродные увлажнители (производительность 8–12 кг/ч) для поддержания стабильного уровня влажности и предотвращения электростатических разрядов, представляющих основную угрозу для корпоративного оборудования хранения данных.
3. Высокоэффективная система фильтрации воздуха G4 предотвращает накопление пыли на радиаторах серверов, что позволяет сократить частоту ежегодного технического обслуживания оборудования.

Конструкция DX с водяным охлаждением исключает необходимость в установке внешних конденсаторных агрегатов с воздушным охлаждением, что является важным преимуществом для городских корпоративных зданий с ограниченным пространством для наружной установки. Впускной патрубок охлаждающей воды агрегата диаметром 3/4”G легко интегрируется в существующую систему охлаждающей башни здания или в централизованные контуры охлажденной воды, что позволяет избежать дорогостоящих работ по переоборудованию вторичной инфраструктуры при модернизации.

Телекоммуникационные узлы и помещения для оборудования центральных станций

Телекоммуникационные центральные офисы, помещения с основным оборудованием 5G и узловые точки сетей операторов работают в режиме непрерывной эксплуатации без плановых остановок, поэтому наличие резервных систем прецизионного охлаждения в центрах обработки данных является обязательным условием. Телекоммуникационное оборудование, включая блоки обработки сигналов основной полосы частот, оптические транспортные коммутаторы и стойки резервного аккумуляторного питания, работает при постоянной высокой тепловой нагрузке, при этом недопустимы любые сбои в работе систем охлаждения, которые могут привести к нарушению региональной связи по передаче голоса, данных и мобильной связи.

Преимущества дублирования в системе прецизионного охлаждения с двойным контуром и водяным охлаждением DX

Архитектура с двумя контурами серии SOETECK DataCool специально разработана для телекоммуникационных объектов, требующих отказоустойчивого прецизионного охлаждения центров обработки данных. Каждый двухконтурный агрегат содержит два независимых контура с хладагентом R410A; в случае выхода из строя одного контура охлаждения второй контур автоматически принимает на себя часть нагрузки, чтобы предотвратить скачки температуры. Такие модели, как SY-DW120UD (максимальная холодопроизводительность 122,9 кВт), предназначены для обслуживания крупных телекоммуникационных центральных офисов с высокой плотностью размещения сетевого оборудования, обеспечивая холодопроизводительность по явному теплу 105,2 кВт для компенсации высокого коэффициента явного тепла (SHR до 90,81 TP3T), характерного для пассивного телекоммуникационного оборудования.

Телекоммуникационные операторы также высоко ценят возможность удаленного мониторинга сети, которую обеспечивает данное устройство — это дополнительная функция для платформ централизованного управления объектами. Операторы могут отслеживать в режиме реального времени показатели охлаждающей способности, уровня влажности, времени работы вентиляторов и расхода воды, что позволяет проводить профилактическое обслуживание до того, как отказы компонентов повлияют на бесперебойную работу сети. Модуль молниезащиты устройства дополнительно защищает чувствительные телекоммуникационные платы управления от скачков напряжения — распространенной угрозы для подключенных к внешней сети операторских концентраторов.

Стандартизированные для всей линейки продукции параметры расхода воды (от 7,24 м³/ч до 13,36 м³/ч при перепаде давления 50–53 кПа) упрощают интеграцию с стандартными трубопроводами охлаждающей воды в телекоммуникационных зданиях диаметром 32–42 мм, что позволяет избежать затрат на индивидуальное проектирование при модернизации объектов операторов связи.

Объекты периферийных вычислений и небольшие региональные серверные

Стремительно растет число внедрений периферийных вычислений, предназначенных для обеспечения инференции ИИ с низкой задержкой, обработки данных Интернета вещей (IoT) и облачной инфраструктуры торговых точек, что создает спрос на компактные системы прецизионного охлаждения для центров обработки данных с небольшой занимаемой площадью в небольших распределенных объектах. Периферийные объекты часто размещаются в переоборудованных коммерческих помещениях, подвальных технических помещениях или отдельно стоящих небольших шкафах с ограниченным пространством в техническом помещении, что исключает возможность установки крупных воздухообрабатывающих агрегатов с охлаждённой водой или громоздких батарей конденсаторов с воздушным охлаждением.

Компактные однокамерные установки для площадок с ограниченной площадью размещения

Однокорпусные модели SOETECK DataCool (от SY-SW30UD до SY-SW50UD) представляют собой идеальное решение для прецизионного охлаждения центров обработки данных в условиях периферийных вычислительных комплексов с общей тепловой нагрузкой менее 50 кВт. Благодаря небольшой ширине корпуса (1126 мм у базовой модели) и стандартной высоте 1975 мм эти системы проходят через стандартные коммерческие дверные проёмы, что упрощает их установку в модернизируемых периферийных помещениях без необходимости внесения изменений в конструкцию здания.

Основные преимущества данной системы прецизионного охлаждения для центров обработки данных, связанные с особенностями их конструкции:

• Автономный контур охлаждения с хладагентом DX (R410A) позволяет обойтись без центральных холодильных установок, что имеет решающее значение для автономных периферийных объектов, не располагающих инфраструктурой охлаждения, охватывающей все здание.
• Модульная конструкция обеспечивает доступ к отдельным компонентам без полной остановки работы устройства, что позволяет свести к минимуму перерывы в обслуживании на периферийных объектах с ограниченным штатом технического персонала на месте.
• Сбалансированная мощность обогрева и увлажнения способствует стабилизации микроклимата в небольших, плохо утепленных крайних помещениях, в которых в разные сезоны наблюдаются значительные колебания температуры окружающей среды.

Операторы периферийных центров обработки данных также получают выгоду за счет снижения долгосрочных затрат на электроэнергию благодаря технологии вентиляторов с электронным регулированием (EC). В отличие от вентиляторов с фиксированной скоростью, используемых в базовых системах охлаждения для обеспечения комфорта, EC-вентиляторы регулируют расход воздуха в зависимости от температуры на входе в стойку в режиме реального времени, что снижает годовую потребляемую мощность на охлаждение и улучшает показатели PUE (эффективность использования электроэнергии) объекта — ключевой показатель устойчивого развития для операторов гипермасштабных центров обработки данных, управляющих сотнями распределенных периферийных объектов.

Промышленные диспетчерские и ИТ-инфраструктура производственных предприятий

Современные автоматизированные производственные предприятия используют промышленные серверы управления, стойки с ПЛК и оборудование для мониторинга производства в режиме реального времени, которые требуют постоянного контроля условий окружающей среды во избежание незапланированных остановок производства. Условия на производственных предприятиях создают особые проблемы в области охлаждения: загрязнение воздуха твердыми частицами, переменные сезонные температуры окружающей среды и ограниченное специально отведенное пространство для оборудования теплового управления — все эти проблемы решаются с помощью надежной системы прецизионного охлаждения для центров обработки данных, разработанной специально для суровых промышленных условий.

Высокопроизводительное прецизионное охлаждение для критически важного промышленного оборудования

Платформа прецизионного охлаждения центров обработки данных SOETECK с водяным охлаждением DX обладает конструктивными особенностями, специально адаптированными к условиям промышленных диспетчерских:

1. Система фильтрации воздуха класса G4 задерживает заводскую пыль, металлическую стружку и аэрозоль смазочного материала, которые могут привести к засорению теплообменников серверов и перегреву в стандартных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
2. Прочная конструкция шкафа с усиленными монтажными рамами выдерживает незначительные вибрации, создаваемые заводским производственным оборудованием, предотвращая ослабление соединений трубопроводов хладагента или неисправности панели управления.
3. Широкий диапазон совместимости с напряжением (380–415 В, 3 фазы; 460 В, 60 Гц; 200–230 В, 60 Гц) обеспечивает поддержку производственных предприятий по всему миру, где действуют различные промышленные стандарты электропитания.

Модели средней мощности с двойной системой (от SY-DW45UD до SY-DW70UD) предназначены для больших центральных промышленных диспетчерских, в которых размещены десятки серверов мониторинга производства, тогда как компактные одиночные устройства подходят для небольших локальных серверных шкафов управления оборудованием. Система увлажнения с электродами поддерживает постоянный уровень влажности, предотвращая коррозию промышленных печатных плат — дорогостоящий вид отказов в сухих заводских условиях с высоким накоплением статического электричества.

Масштабируемые зоны гипермасштабных центров обработки данных с совместным размещением

Гипермасштабные центры колокации сдают в аренду стоечное пространство нескольким арендаторам — предприятиям, облачным сервисам и поставщикам решений в области искусственного интеллекта — что требует применения модульной и расширяемой системы прецизионного охлаждения ЦОД, способной постепенно масштабироваться по мере увеличения плотности установки оборудования арендаторов. Операторам центров колокации требуются гибкие архитектуры охлаждения, поддерживающие зоны со смешанной нагрузкой (стойки хранения с низкой плотностью рядом со стойками вычислительных систем ИИ с высокой плотностью) без необходимости полной реконструкции механических систем центра.

Модульная схема размещения с двумя модулями для поэтапного расширения в рамках совместного размещения

Двухмодульные установки серии SOETECK DataCool с широкой рамой (варианты шириной 2226 мм и 2426 мм, такие как SY-DW110UD и SY-DW120UD) позволяют организовать зонированное прецизионное охлаждение центров обработки данных в залах колокации. Операторы могут добавлять отдельные двухмодульные агрегаты по мере увеличения количества стоек арендаторов, вместо того чтобы с самого начала устанавливать чрезмерно мощные централизованные системы охлаждения, которые приводят к перерасходу энергии в периоды низкой загрузки.

Каждый двухмодульный агрегат обеспечивает раздельное явное охлаждение для изоляции тепловых зон, что позволяет устанавливать независимые заданные значения температуры для проходов со стойками ИИ высокой плотности и проходов для хранения данных низкой плотности — это важнейшая функция для провайдеров услуг колокации, предлагающих многоуровневые хостинг-услуги. Конструкция системы отвода тепла с водяным охлаждением позволяет отказаться от рядов наружных воздушных конденсаторов, которые занимают ценную площадь на территории городских колокационных комплексов, а стандартизированные трубопроводы охлаждающей воды упрощают параллельное подключение агрегатов к общим контурам градирен.

Проверенные технические характеристики продукта подтверждают максимальный расход воздуха в 27 100 м³/ч у флагманской модели SY-DW120UD, что обеспечивает достаточный воздушный поток для устранения «горячих точек» в зонах колокации с высокой плотностью размещения, где нагрузка на каждый стойковый шкаф превышает 10 кВт. Встроенные в каждый агрегат терморегулирующие клапаны обеспечивают чрезвычайно стабильный поток хладагента, предотвращая колебания температуры при внезапных скачках нагрузки со стороны арендаторов, таких как крупномасштабные пакетные задания облачных вычислений.

Преимущества системы прецизионного охлаждения центров обработки данных с водяным охлаждением DX

Во всех пяти основных сценариях применения, описанных выше, серия SOETECK DataCool обеспечивает стабильные конкурентные преимущества по сравнению с альтернативными системами прецизионного охлаждения центров обработки данных с прямым расходом (DX) и системами, работающими исключительно на охлажденной воде:

1. Сбалансированные первоначальные и эксплуатационные затраты: архитектура систем прямого охлаждения с водяным охлаждением позволяет избежать значительных капиталовложений в создание полноценной инфраструктуры центральной холодильной станции, при этом обеспечивая более высокую энергоэффективность по сравнению с агрегатами с воздушным охлаждением в зонах с теплым климатом.
2. Встроенная гибкость резервирования: односистемные установки подходят для периферийных объектов с низким уровнем риска, тогда как два независимых контура хладагента обеспечивают бесперебойную работу критически важных систем для телекоммуникационных объектов, корпоративных сетевых ядер и гипермасштабных центров колокации.
3. Комплексная система климат-контроля: интегрированное охлаждение, нагрев с помощью PTC-элементов, увлажнение с помощью электродов и высокоэффективная фильтрация позволяют обойтись без отдельного автономного оборудования для регулирования влажности или обеспечения качества воздуха в ИТ-помещениях.
4. Глобальная совместимость с электросетями: многонапряженные трехфазные входы питания обеспечивают возможность развертывания оборудования в различных странах мира без необходимости специальной перенастройки электросети.
5. Компактная модульная конструкция: одинаковая глубина и высота шкафов упрощают планирование расположения рядов стоек, а рамы с двумя модулями позволяют масштабировать мощность системы охлаждения без нарушения существующего расположения ИТ-оборудования.

Ключевую роль в обеспечении надежной работы системы прецизионного охлаждения центра обработки данных играет высокоэффективный теплообменник R410A, сочетающийся с вентиляторами с электронным управлением (EC), что позволяет снизить паразитную нагрузку вентиляторов — крупнейший источник вторичного энергопотребления в большинстве систем прецизионного кондиционирования. Все показатели производительности, приведенные в данной статье (охлаждающая способность, расход воздуха, расход воды, вес, габариты), взяты непосредственно из официальных технических паспортов продукции SOETECK и не содержат предположительных или неподтвержденных заявлений об эксплуатационных характеристиках.