データセンターの冷却の基本

データセンターの冷却の基本

Ken Kiernanについて

ケンはデータセンターおよび電気通信の専門家であり、電力および冷却製品ならびにインフラストラクチャコンポーネントおよび監視ソリューションを専門としています。 Rahi Systemsに入社する前は、15の年を、電気通信やIT業界向けの重要なインフラストラクチャ、精密な環境制御、電力調整システムに携わりました。 Power and Coolingのディレクターとして、販売、戦略的提携、ベンダーと顧客関係、ビジネス戦略のすべての側面を担当しています。 彼はまた、Rahiの主要なコロケーションアカウントを維持管理しています。

熱:廃棄物

与えられていないIT機器が動作するために電力を消費し、そのような熱を残す「廃棄物。」データセンターが囲まれた施設があるので、この場合は熱が-コンセントを-することができ、それが破損したり、サーバーやその他の電子機器を破壊することをポイントに構築します。 したがって、冷却の必要性:あなたは何とか自分の施設から熱を除去する必要があります。 暖房のアメリカ社会と空調学会(ASHRAE)は、データセンターの温度ガイドラインを提供します。

今日、ASHRAE許容温度は、電子機器の特定の種類の104°Fと同じくらい高いです。 問題は、もちろん、何か(でも熱を)動かすと、一般的には設備投資と運用コストの両方にお金がかかる意味、インフラに加えて、エネルギーを必要とすることです。 企業が施設の電源食欲を飼いならすしようとして、冷却が主要なターゲットであるため、業界では、いわゆるフリークーリングに向かって大きく動いています。 フリークーリングは、名前が示すかもしれないほど自由ではありませんが、それは、より伝統的な冷却方法より少ないエネルギーやインフラを必要とする傾向があるん。

熱を除去します

だから、廃熱を除去するためのオプションは何ですか? 冷却の目的は、それによって適切な機能、および、好ましくは、長寿命-のサーバや他の機器に資する温度を維持し、外部に室内環境(データセンター)から熱を移動させることです。 2つの重要なオプションは、空気または液体(典型的には水または冷媒の何らかの形)を使用してのいずれかで熱を移動させるようにしています。

空冷は、いくつかの明白な利点があります。空気はどこにでもある、それはIT機器を傷つけることはありませんし、それが移動するのは比較的簡単です。 また、暖かい空気の便利な特徴は、それらの間の分離をある程度提供し、より冷たい空気に比べて上昇していることです。 最も空気ベースの冷却設計は、その動作中にこのプロパティを使用します。 この分離は絶対的ではないので、しかし、非効率性は、生じた場合は特に暖かい空気と冷たい空気ミックス。

液体冷却は、有効性と効率性の両方を高め、より良く、よりターゲットを絞った冷却を提供することができます。 冷水、例えば、(例えば、代わりに部屋全体を通して一定の温度を維持しようとする、ラックやキャビネットで)それが必要だ冷却努力の権利を中心に、サーバラックに直接配信することができます。 しかし、液体ベースのシステムはまた、いくつかの困難をもたらす:リークがIT機器(液体が水である場合は特に)とは対照的に、液体が(含まれなければならないので、冷却液体の輸送は、結露や多くのインフラが必要とされるにつながることへの脅威であります空気)。 これらの懸念により、液体冷却は空冷よりも高価です。 しかし、特定の高密度実装のために、液体冷却が唯一の実用的な選択肢であり得ます。

空冷デザイン

空冷イン伝統的な外部に熱を除去することにより空気を冷却するための温風に変換するためのコンピュータルームエアコン(のCRAC)の使用感が-含みます。 CRACは部屋全体を冷却するに焦点を当て基本構成の数だけ行または単にラックに使用することができます。 全室エアコンは、特定の温度は(ある意味では、同じようにあなたがあなたの家の部屋を冷却する場合があります)室内全体でかなり均等に維持されるようにのCRACを位置づけて。

暖かく、冷たい空気を混合する非効率性のために、全体の部屋の冷却設計は涼しい空気から暖かい空気を分離するために洗練されています。 1つの一般的に使用されるアプローチは、上げ床である:のCRACは部屋(冷気の大きい「重み」を活用すること)の下に冷気を供給し、サーバーや他の機器を冷却するためのファンによって上方に描かれています。 サーバからの廃熱を保有する暖かい空気は上昇し、のCRACは、部屋の中が高いアップからそれを収集し、それを冷却し、サイクルを繰り返すために床下にそれを返します。 熱は、次に、施設の外に転送されます。

さらに大きな効率を提供するために、いくつかのデザインは、さらに冷たい空気からの暖かい空気を分離するために、ホットアイルとコールドアイルを実装します。 サーバ空気入口全てクール通路に面し、そして排気をホットアイルに向けられています。 設計のこのタイプなど、未使用のサーバスロットを遮断ケーブル孔を塞ぐによって熱気と冷気の混合を最小化しようとします。 より洗練されたデザインはさらに暖かく、冷たい空気を分離するために、ラックと天井との間に壁を含むことができます。

CRACも(むしろ部屋全体よりも)特定の通路に冷却する、あるいは特定のラック焦点を合わせるように配置することができます。 そのような設計は、それによって効率を向上させる、より高い温風/冷風分離より、ターゲットの冷却を提供することを求めます。 これらの設計はまた、より大きな先見の明が関与する傾向があり、一般的に全体の部屋のアプローチよりもコストがかかります。

水冷デザイン

液体冷却は、空冷よりも大きく技術および予算の課題を提起するが、その効果は、高密度アプリケーション用の仮想必要となります。 液体ベースの冷却設計は、冷たい水や冷媒を提供するために、多くの場合、冷却塔の支援を受けて、外部環境に熱を除去する冷却装置を必要とします。 この液体は、次に直接かラックまたはコンピュータルームエアハンドラ(CRAH)に、データセンターに輸送されます。 上述したように、液体冷却は、ラックに直接おそらく施設に液体を運び、よりインフラ特に、行を必要とします。

「無料」クーリング

フリークーリング、時々空気側または水側の経済化と呼ばれるが、伝統的な冷却手法に関連した冷凍機やコンプレッサーを実行する費用を制限する冷却することを含みます。 無料冷却はこのインフラストラクチャを廃止しませんが、それはその使用を最小限に抑えるん。

空気側の経済化は、その最も基本的なレベルでは、機器を冷却するために外部から新鮮な空気を使用して、データセンターの「ウィンドウを開く」に相当するもの含むことができます。 このアプローチは、しかし、そのような汚染物質、湿度変動の存在のようないくつかの問題を提起します。 より洗練されたデザインは、直接外気吸い込みに関連付けられた汚染のリスクなしに屋外熱を伝達する熱ホイールまたは固定プレート式熱交換器を使用します。 同様に、水側経済化は、冷却装置を必要とせずに液体を冷却するために、典型的には、蒸発効果と組み合わされ、外部の空気を使用します。

データセンターの許容温度のASHRAEの最近の増加のので、フリークーリングを使用する能力が拡大しています。 より高い温度での施設を操作する一般的な冷却に費やされる少ないエネルギーと涼しい季節の間に外部空気、特に内部との間の大きな温度差を意味します。 優れた高レベルのフリークーリングの議論と伝統的な冷却インフラストラクチャとの関係については、APCホワイトペーパー「データセンターの冷却システムのエコノマイザモード」を参照してください。

右のデザインを選択

貴施設のための右の設計を決定することは、そのようなので、上の電力密度、部屋の大きさ、予算とのような種々の因子に依存します。 高密度実装がそのコスト高にもかかわらず、液体冷却を必要とする場合がある低予算の実装では、空気側の経済化をバイパスして冷却空気は、おそらく最良の選択肢です。 これらの両極端の間では検討事項の様々なバランスをとる必要が灰色の領域です。 かかわらず、予算の、しかし、空冷はほとんど常に冷気と排気の混合を最小限にするためにホットアイル/コールドアイルセットアップの何らかの形態から利益を得ることができます。

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