| Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версияСледующая версия | Предыдущая версия |
| topics:11:tc99 [2025/10/12 19:26] – admin | topics:11:tc99 [2025/10/13 18:21] (текущий) – admin |
|---|
| |
| <WRAP box round> | <WRAP box round> |
| Материал посвящён организации ASHRAE и её профильному комитету TC 9.9, который отвечает за международные рекомендации по проектированию и эксплуатации центров обработки данных. | Материал посвящён роли организации ASHRAE и технического комитета TC 9.9, которые задали международные стандарты микроклимата для центров обработки данных и определили методологию управления тепловыми режимами ИТ-оборудования. |
| Комитет определяет температурные и влажностные режимы для ИТ-оборудования, закладывает основы «свободного охлаждения» и влияет на энергоэффективность ЦОД по всему миру. | |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |
| ===== Что такое ASHRAE ===== | ===== Организация ASHRAE ===== |
| |
| **ASHRAE** (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха) — профессиональное инженерное объединение, разрабатывающее стандарты и методики для систем микроклимата, вентиляции и энергосбережения. | **ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers)** — международное инженерное сообщество, формирующее стандарты и рекомендации в области отопления, вентиляции, кондиционирования и энергоэффективности зданий и промышленных объектов. |
| Организация основана в 1894 году и насчитывает десятки тысяч специалистов по всему миру. Её документы применяются при проектировании инженерных систем зданий, промышленных предприятий и центров обработки данных. | |
| |
| <WRAP info> | <WRAP info> |
| ASHRAE выпускает более 120 стандартов, методические руководства и серию отраслевых документов *Datacom Series*, посвящённых микроклимату и энергоэффективности ИТ-инфраструктуры. | ASHRAE публикует более 125 стандартов ANSI, около 25 специализированных руководств и серийные технические документы, включая **ASHRAE Journal** и **Datacom Series**, в которых рассматриваются вопросы тепловых режимов и энергоэффективности центров обработки данных. |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |
| ===== Что представляет собой TC 9.9 ===== | Несмотря на американское происхождение, организация имеет международный статус и является признанным источником базовых норм для систем HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning). |
| | Её подходы применяются при проектировании промышленных и коммерческих зданий по всему миру, включая ЦОДы, лаборатории, телекоммуникационные центры и инженерные корпуса. |
| |
| **TC 9.9 (Technical Committee 9.9)** — это технический комитет ASHRAE, занимающийся вопросами микроклимата и энергоэффективности в помещениях, где размещается критически важное оборудование: серверные, телекоммуникационные узлы и ЦОД. | ===== Технический комитет TC 9.9 ===== |
| |
| Комитет объединяет инженеров-практиков, представителей производителей серверов (IBM, HP, Dell и др.), проектировщиков, специалистов по охлаждению и энергетике. | **TC 9.9 (Technical Committee 9.9)** — ключевой комитет ASHRAE, занимающийся нормативами для помещений с критически важным оборудованием: |
| Цель TC 9.9 — выработать универсальные стандарты условий эксплуатации ИТ-оборудования, которые обеспечивают баланс между надёжностью и минимальными энергозатратами. | *центры обработки данных, телекоммуникационные узлы, залы с серверами и вычислительные кластеры.* |
| |
| Основные направления деятельности: | Его официальное название — *Mission-critical Facilities, Data Centers, Technology Spaces, and Electronic Equipment.* |
| * определение диапазонов температуры и влажности для стабильной работы оборудования; | |
| * согласование этих параметров с производителями серверов и систем хранения данных; | |
| * разработка принципов проектирования систем охлаждения и приточной вентиляции для ЦОД; | |
| * актуализация данных по допустимым отклонениям параметров при аварийных режимах; | |
| * участие в формировании международных показателей энергоэффективности, включая PUE (*Power Usage Effectiveness*). | |
| |
| <WRAP info> | <WRAP info> |
| TC 9.9 стал площадкой, на которой впервые были согласованы подходы между производителями ИТ-оборудования и специалистами по климатическим системам. Это обеспечило единые правила проектирования и эксплуатации ЦОД по всему миру. | Комитет TC 9.9 объединяет более 250 экспертов в области термодинамики, микроклимата и проектирования инженерных систем. Он формирует глобальные требования к условиям эксплуатации ИТ-оборудования, включая диапазоны температур, влажности и принципы охлаждения. |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |
| ===== Концепция «теплового конверта» ===== | История TC 9.9 началась в 1998 году, когда индустрия впервые признала необходимость стандартизации тепловых условий для компьютерного оборудования. |
| | В 2002 году был создан консорциум ASHRAE Technical Consortium, а в 2003 году комитет получил официальный статус. |
| | Под руководством инженера **Дона Бити** (Don Beaty) и при участии **Роджера Шмидта** (Roger Schmidt, бывшего главного инженера IBM по тепловым системам) были разработаны базовые руководства по термоуправлению, ставшие основой для глобальных стандартов ASHRAE Datacom. |
| |
| Одним из ключевых достижений TC 9.9 стало введение понятия **«теплового конверта»** (Thermal Envelope) — диапазона температуры и влажности воздуха, при котором оборудование функционирует без ухудшения надёжности. | ===== Значение и влияние TC 9.9 ===== |
| |
| Рекомендованные параметры для современного оборудования: | Работа TC 9.9 определила подход к проектированию ЦОДов по всему миру. Комитет: |
| | * ввёл систему классификаций температурных диапазонов (A1–A4); |
| <WRAP center> | * определил рекомендуемые и допустимые условия эксплуатации серверов; |
| $$T_{inlet}^{rec} = 18\text{…}27~^\circ\text{C}, \quad RH^{rec} = 20\text{…}60\%$$ | * разработал концепцию «теплового конверта» — диапазона температуры и влажности, при котором оборудование сохраняет надёжность; |
| </WRAP> | * установил базу для расчёта энергоэффективности и оптимизации систем охлаждения (включая свободное охлаждение); |
| | * стал авторитетным источником для всех производителей ИТ-оборудования, интеграторов и проектировщиков ЦОДов. |
| где: | |
| - \(T_{inlet}^{rec}\) — температура воздуха на входе в сервер или ИТ-стойку; | |
| - \(RH^{rec}\) — относительная влажность воздуха. | |
| | |
| <WRAP info> | |
| «Рекомендованный диапазон» — параметры для нормальной работы оборудования. | |
| «Допустимый диапазон» — границы, при которых оборудование может временно работать без отказов, например при сбое системы охлаждения. | |
| </WRAP> | |
| | |
| ===== Классы температурных диапазонов ===== | |
| | |
| Комитет определил четыре класса оборудования (A1–A4), различающиеся допустимыми пределами температуры и влажности: | |
| | |
| ^ Класс оборудования ^ Температура воздуха на входе, °C ^ Относительная влажность, % ^ | |
| | A1 | 15–32 | 20–80 | | |
| | A2 | 10–35 | 20–80 | | |
| | A3 | 5–40 | 8–85 | | |
| | A4 | 5–45 | 8–90 | | |
| | |
| <WRAP info> | |
| Классы A1–A2 характерны для корпоративных и коммерческих ЦОД, | |
| A3–A4 — для более устойчивого оборудования, предназначенного для периферийных и промышленных условий. | |
| </WRAP> | |
| | |
| <svg width="700" height="400" viewBox="0 0 700 400"> | |
| <rect x="0" y="0" width="700" height="400" fill="white" stroke="none" /> | |
| <text x="250" y="30" font-size="14" fill="red">Диапазоны температур и влажности (ASHRAE TC 9.9)</text> | |
| <polygon points="140,300 220,300 260,200 180,200" fill="rgba(255,0,0,0.3)" stroke="red" /> | |
| <polygon points="120,320 240,320 280,180 160,180" fill="rgba(0,0,255,0.2)" stroke="blue" /> | |
| <polygon points="100,340 260,340 320,160 140,160" fill="rgba(0,255,255,0.2)" stroke="teal" /> | |
| <polygon points="80,360 300,360 340,140 120,140" fill="rgba(0,255,0,0.15)" stroke="green" /> | |
| <text x="200" y="220" font-size="12" fill="red">Recommended</text> | |
| <text x="250" y="260" font-size="12" fill="blue">A1</text> | |
| <text x="300" y="280" font-size="12" fill="teal">A2</text> | |
| <text x="340" y="300" font-size="12" fill="green">A3–A4</text> | |
| </svg> | |
| | |
| | |
| ===== Влияние на проектирование ЦОД ===== | |
| | |
| Рекомендации TC 9.9 радикально изменили подход к проектированию центров обработки данных: | |
| * отказ от переохлаждения и оптимизация уставок в диапазоне 26–28 °C; | |
| * внедрение систем **свободного охлаждения** (free cooling) и адиабатического кондиционирования; | |
| * пересмотр стратегий управления CRAC/CRAH — контроль по температуре **входящего воздуха**, а не подачи; | |
| * применение изоляции потоков (горячие/холодные коридоры, containment); | |
| * переход от фокусировки на аппаратуре к управлению всей термодинамической системой. | |
| | |
| <WRAP center> | |
| $$\Delta T_{\text{стойка}} = T_{\text{верх}} - T_{\text{низ}} \le 5~^\circ\text{C}$$ | |
| </WRAP> | |
| | |
| где: | |
| - \(T_{\text{верх}}\), \(T_{\text{низ}}\) — температуры воздуха в верхней и нижней зоне стойки. | |
| |
| <WRAP important> | <WRAP important> |
| Даже при подаче воздуха 27 °C температура в верхней части стойки может достигать 32–35 °C. | Именно комитет TC 9.9 впервые установил связь между надёжностью вычислительного оборудования и температурой воздуха на входе в стойки, что стало отправной точкой для современного подхода к проектированию и эксплуатации инженерных систем ЦОД. |
| Равномерность потока и эффективная изоляция коридоров — ключевой фактор надёжности. | |
| </WRAP> | |
| | |
| ===== Энергетический эффект ===== | |
| | |
| * Повышение уставок с 22–24 °C до 26–28 °C уменьшает энергопотребление систем охлаждения на 25–40 %. | |
| * В умеренном климате (Москва, Екатеринбург, Новосибирск) режим «свободного охлаждения» возможен до 8 месяцев в году. | |
| * При корректной балансировке потоков показатель энергоэффективности PUE может быть улучшен на 0.05–0.15 пунктов. | |
| * Дополнительный эффект достигается за счёт снижения износа компрессоров и вентиляторов. | |
| | |
| ===== Российский контекст ===== | |
| | |
| В климатических условиях России рекомендации TC 9.9 особенно эффективны: | |
| * при средней годовой температуре наружного воздуха ниже +10 °C возможно **круглогодичное** использование естественного охлаждения; | |
| * требуется контроль влажности для предотвращения конденсации и коррозии; | |
| * при переводе уставок подачи воздуха на 27 °C можно снизить затраты на энергопотребление до 30 %; | |
| * наиболее рациональные диапазоны эксплуатации: 26–28 °C и 30–50 % RH. | |
| | |
| <WRAP important> | |
| При проектировании следует учитывать местные нормы по микроклимату, электробезопасности и санитарным условиям. Использование наружного воздуха требует фильтрации и защиты от пыли, особенно в промышленных зонах. | |
| </WRAP> | </WRAP> |
| |
| ===== Ключевые идеи ===== | ===== Ключевые идеи ===== |
| <WRAP tip> | <WRAP tip> |
| * ASHRAE — мировой центр стандартизации в области микроклимата и энергоэффективности. | * ASHRAE — международный стандарт в области HVAC и энергоэффективности. |
| * TC 9.9 определяет условия эксплуатации ИТ-оборудования и баланс надёжности и энергоэффективности. | * Комитет TC 9.9 формирует правила микроклимата и надёжности оборудования ЦОД. |
| * Концепция «теплового конверта» изменила подход к проектированию систем охлаждения. | * С 2003 года документы TC 9.9 стали основой глобальных практик проектирования. |
| * Классы A1–A4 задали единые пределы температур и влажности для серверного оборудования. | * Разработаны диапазоны классов A1–A4, определяющие температурные и влажностные условия эксплуатации. |
| * Повышение уставок до 26–28 °C снижает энергопотребление и улучшает PUE. | * Введено понятие «теплового конверта» и базовые рекомендации по «свободному охлаждению». |
| * Российский климат даёт уникальную возможность круглогодичного «свободного охлаждения». | * Документы TC 9.9 используются всеми ведущими производителями серверного и климатического оборудования. |
| * При грамотной изоляции потоков и контроле ΔT по стойкам можно обеспечить стабильность и экономичность ЦОД. | |
| </WRAP> | </WRAP> |
| | |
| |
