Для простоты рассмотрим охлаждение одной стойки из ряда. Понятно, что наличие таких же соседних на картину не повлияет. Схема классическая, с фальшполом.
Казалось бы, что может пойти не так?
Посмотрим на цифры. Плотность воздуха при нормальных условиях составляет примерно 1,2 кг/м3, а теплоемкость около 1 кДж/кг. Для наших оценок можно пренебречь зависимостью плотности от температуры и разницу между изохорной и изобарной теплоемкостями. Пусть перепад температур составляет 10 градусов. Тогда на каждый киловатт переносимого тепла нужно 0,08 м3/с, а на 5 кВт нужно 0,42 м3/с. О каком перепаде температур идет речь?
На самом деле это применимо ко всем изменениям температуры воздуха в контуре, и на кондиционере, и на стойке, но, как обычно, важны детали.
Предположим, что кондиционер выдает под фальшпол 20 градусов. Тогда, чтобы отобрать 5 кВт при потоке 0,42 м3/с, ему на входе нужно иметь +30°С.
Чтобы перенести под фальшполом чистой высотой 300 мм эти 0,42 м3/с, нужна скорость 2,3 м/с. А, если на стойку приходится одна плитка с перфорацией 38%, то в сечении этой плитки скорость будет уже 3 м/с.
Чтобы не утонуть в сложной аэродинамике для начала вспомним о практическом правиле: «при скоростях до 2 м/с в наших масштабах потоки будут ламинарными, без вихрей, без резкого роста сопротивления, перепадов давления и т.п.»
Как мы видим в нашем идеальном случае мы уже имеем «узкое место» в виде решетки с перфорацией 38%. Хорошо бы ее заменить на более дорогую с перфорацией хотя бы 60% или добавить еще одну клеточку.
Но, давайте теперь вспомним, что в жизни такие идеально заполненные стойки встречаются редко.
Предположим, что половина воздуха проходит мимо серверов, и внутри стойки и над ней.
Чтобы снять все те же 5 кВт кондиционеру нужно при перепаде температур 5 °С вместо 10 °С вдвое увеличить поток. И скорости станут такими, что точно будет вихревое течение, создающее много большее сопротивление. Это потребует резкого увеличения скорости вентилятора… который дополнительно греет комнату, ведь вся энергия, поданная на вентилятор, превращается в тепло, чуть раньше или позже. И это тепло тоже надо отводить.
Да еще и скоростной поток из решетки стремится уйти под потолок, мимо стойки.
В результате запросто получается, что при наличии запаса холода «по номиналу», мы столкнемся с одним из ограничений:
Мы сейчас рассмотрели только один из эффектов, связанных с плохим разделением потоков холодного и горячего воздуха. Все еще усложняется если в ряду стоят стойки с разной нагрузкой. Нижние сервера перегреваются из-за эффекта Бернулли. При попытке снизить уставку температуры в кондиционере можно попасть в зону интенсивной конденсации влаги, что требует дополнительно очень большой мощности охлаждения.
В результате серверная, оснащенная несколькими «взаимно дублирующими» по проекту кондиционерами может запросто начать перегреваться при отключении одного из них, хотя ИТ-нагрузка еще далека от номинального лимита. Даже если наружные блоки тщательно помыты перед жарким сезоном. Даже если фреоновые контуры проверены и заправлены.
Для правильной организации воздушных потоков в серверной применяются не таки сложные методы: установка заглушек в неиспользуемые юниты стоек, перегородки между горячим и холодным коридорами и тому подобное. Обращайтесь, наши специалисты проконсультируют и помогут подобрать решение для вашей комнаты.
