Soluciones de enfriamiento continuo para centros de datos de alta densidad

A medida que aumenta el consumo de energía de las unidades del centro de datos, el calor generado por la sala de equipos aumenta cada vez más. En este caso, una vez que falla la fuente de alimentación, aunque el servidor puede seguir funcionando con el sistema de UPS, el equipo de refrigeración deja de funcionar. Como resultado, la temperatura de la sala de equipos aumenta rápidamente, lo que aún hará que el servidor se sobrecaliente y deje de funcionar. Por lo tanto, la tendencia actual de las salas de equipos de alta densidad requiere el diseño de un sistema de refrigeración ininterrumpido para garantizar que el sistema de refrigeración o parte del sistema de refrigeración pueda continuar funcionando en caso de un corte de energía, manteniendo la temperatura ambiente de la sala de equipos durante un período de tiempo para evitar un aumento excesivo de la temperatura. De este modo, se protege el funcionamiento seguro del equipo del servidor, se espera la recuperación del sistema eléctrico o la puesta en servicio del sistema de generación de energía de reserva. Basado en los estándares y prácticas relevantes, este documento analiza el diseño de sistemas de refrigeración en salas de computación de alta densidad.

Temperatura de la habitación cuando se detiene el sistema de refrigeración

Cuando se detiene el sistema de refrigeración, el aumento de temperatura de la sala de equipos varía según la densidad instalada de la sala del centro de datos. En la sala de computación tradicional, debido a que el consumo de energía de un solo gabinete es pequeño, después de que el sistema de refrigeración se detiene, aún tiene un largo período de tiempo para mantener el funcionamiento normal del equipo. Por ejemplo, en una única sala de máquinas de 1.2KW, después de 10 minutos de apagado del sistema de enfriamiento, la temperatura aumentará en 10.5 ° C, el administrador puede tener tiempo para habilitar el generador de reserva o apagar el equipo del servidor.

Sin embargo, con el aumento de la capacidad instalada de la sala de informática, el aumento de temperatura se ha vuelto muy rápido. Según el análisis experimental de Intel, un centro de datos de un solo gabinete con un consumo de energía de aproximadamente 9 kW, una vez que el sistema de enfriamiento deja de funcionar, la temperatura es de 22 ° C. Se tarda solo 18 segundos en subir 40 ° C y 35 segundos en subir a 57 ° C. Una vez que exceda los 32 ° C, el equipo informático funcionará mal, la temperatura continuará aumentando y el equipo informático dejará de funcionar o incluso se dañará. Por lo tanto, para una sala de computación de alta densidad, es necesario configurar un sistema de refrigeración ininterrumpido.

El sistema de refrigeración se divide en tres grados de ABC y el grado A es un sistema de refrigeración ininterrumpido. El sistema de refrigeración ininterrumpido debe estar equipado con UPS para el ventilador del aire acondicionado de precisión y la bomba secundaria, y se agrega el tanque de almacenamiento en frío; el grado B es el sistema de refrigeración continua: el sistema de refrigeración continua Es necesario configurar el UPS para el ventilador y la bomba secundaria del acondicionador de aire de precisión, pero no aumenta el tanque de almacenamiento en frío, la clase C es un sistema de refrigeración interrumpible, es decir, el sistema de refrigeración no está equipado con ningún equipo UPS, y el sistema de refrigeración se detiene en caso de una falla eléctrica. UPTIME califica el sistema de refrigeración y proporciona varias soluciones.

Varias soluciones para enfriamiento continuo en salas de computación de alta densidad

Para salas de computación de alta densidad, ¿qué medidas deben tomarse para mantener el funcionamiento del sistema de refrigeración o parte de la operación durante la falla de alimentación intermitente? La organización UPTIME y los proveedores relacionados han propuesto varias soluciones.

El primer tipo es configurar el sistema UPS para todo el sistema de refrigeración. Para el acondicionador de aire de precisión de tipo de agua enfriada, la unidad enfriadora, la torre de enfriamiento, la bomba secundaria y el acondicionador de aire de precisión están equipados con un sistema UPS. Este enfoque mantiene el funcionamiento de todo el sistema de refrigeración, pero para los enfriadores y las torres de enfriamiento de alta potencia, el costo de todos los sistemas de UPS es muy alto, por lo que rara vez se usa en la actualidad.

Segundo, en un sistema que usa un acondicionador de aire de precisión de tipo de agua enfriada, se instala un UPS para un ventilador de un acondicionador de aire de precisión y una bomba secundaria de agua enfriada, y se agrega un tanque de almacenamiento en frío al sistema de circulación de agua refrigerada para reservar agua refrigerada. . Cuando no se restablece la interrupción del suministro eléctrico, o la enfriadora no puede arrancar temporalmente debido a la interrupción del suministro eléctrico, el tanque de almacenamiento en frío y la bomba de agua proporcionan la fuente de frío, y el ventilador del acondicionador de aire mantiene el aire acondicionado en la sala de equipos, manteniendo así la temperatura de la sala de equipos o por un período de tiempo. Evite que la habitación se caliente rápidamente, a la espera de que se recupere la energía o que la enfriadora vuelva a funcionar normalmente.

Tanto el primer como el segundo método han cumplido los criterios para un enfriamiento ininterrumpido de Clase A.

Tercero, en un sistema que utiliza un acondicionador de aire de precisión de tipo de agua enfriada, se proporciona un SAI para un ventilador de un acondicionador de aire de precisión y una bomba secundaria de agua refrigerada, pero no hay un tanque de almacenamiento en frío en el sistema de circulación de agua refrigerada. Cuando la interrupción de la alimentación no se restablece, o la enfriadora no puede arrancar temporalmente debido a la interrupción de la alimentación, el ventilador del aire acondicionado de precisión puede mantener la circulación de aire en la sala de equipos y utilizar el agua refrigerada restante en la tubería para enfriar la sala de equipos. De esta manera, la temperatura de la habitación puede reducirse, pero el efecto no es tan significativo como los dos primeros.

Cuarto, para los sistemas que utilizan aire acondicionado de evaporación directa, no se puede utilizar el sistema de almacenamiento en frío ni el enfriamiento residual de la tubería. Sin embargo, todavía es posible configurar el UPS para el ventilador del acondicionador de aire de precisión, para mantener la circulación de aire del centro de datos en caso de una falla, y también para disminuir la temperatura de la sala de equipos.

Los métodos tercero y cuarto han cumplido con los criterios para la refrigeración continua de Clase B.

Elección de soluciones de refrigeración continua para salas de informática de alta densidad

Entonces, ¿cómo elige el generador o la unidad de diseño para las soluciones de refrigeración continua mencionadas anteriormente? En este sentido, el autor sugiere que el constructor y la unidad de diseño pueden elegir una solución de enfriamiento continuo adecuada de las soluciones anteriores según la densidad de calor del centro de datos y la importancia del centro de datos, y la configuración del sistema de respaldo como el motor diesel. Por ejemplo, en una sala de máquinas con un consumo de energía de menos de 1,2 kW en un solo gabinete, se espera que la temperatura aumente a 32 ° C durante más de 10 minutos, y el sistema de motor diesel se pueda usar para proporcionar energía de respaldo. A medida que aumenta el consumo de energía de un solo gabinete, se puede usar una solución de UPS para un ventilador de un acondicionador de aire de precisión para proporcionar circulación de aire, y se puede utilizar la capacidad de absorción de calor del ambiente para reducir la velocidad de aumento de la temperatura.

Sin embargo, para una sala de computación de alta densidad con un consumo de energía de 6 kW o más para un solo gabinete (según las previsiones de ASHRAE, el gabinete de un solo servidor estará por encima de 12 kW en 2010), se requiere un sistema de aire acondicionado de precisión de tipo de agua fría. El esquema de enfriamiento ininterrumpido de Clase A de UPTlME se selecciona para proporcionar UPS al sistema de circulación de agua refrigerada y configurar un cierto volumen de tanque de almacenamiento en frío para mantener la refrigeración durante la interrupción del suministro eléctrico o durante el reinicio de la enfriadora después de un corte de energía, a la espera de la recuperación completa del sistema de refrigeración.

En resumen, frente a la tendencia de desarrollo de las salas de computación de alta densidad, la configuración de las instalaciones de enfriamiento continuo para mantener el funcionamiento del equipo durante los cortes de energía y los reinicios de las enfriadoras para proteger la seguridad del equipo se ha convertido en un tema importante que los constructores y las unidades de diseño deben considerar. · En la actualidad todas las partes están explorando e implementando activamente. Al mismo tiempo, con la planificación y construcción continua de salas de computadoras de alta densidad, se espera que más soluciones satisfagan las necesidades de enfriamiento continuo de las salas de computadoras de alta densidad.