topics:13:outside_air []

Эта страница только для чтения. Вы можете посмотреть её исходный текст, но не можете его изменить. Сообщите администратору, если считаете, что это неправильно.
====== Охлаждение с использованием наружного воздуха ======

<WRAP box round>
Использование наружного воздуха («свободное охлаждение») позволяет значительно снизить энергопотребление систем охлаждения центров обработки данных. Охлаждение осуществляется за счёт естественных климатических условий, без участия или с минимальным использованием компрессорных установок. Применяются два основных варианта — прямая и косвенная схема.
</WRAP>

===== Эволюция подхода к охлаждению =====
По мере развития вычислительной техники увеличивалась плотность тепловыделения серверов. Если ЭВМ 1960-х годов выделяли десятки ватт, то современные серверы — до 500 Вт и более на один узел. При плотности 20 кВт/стойку это даёт до 4 МВт тепла в зале.  
Переход от систем кондиционирования к системам **технологического охлаждения** (process cooling) позволил сделать приоритетом стабильность работы оборудования, а не комфорт персонала.

<WRAP info>
Изменения в стандартах ASHRAE по температурным диапазонам эксплуатации:
  * 2004 г. — 20–25 °C  
  * 2008 г. — 18–27 °C  
  * 2012 г. — сохранён диапазон при большей гибкости по влажности  
  * 2015 г. — введён расширенный диапазон с меньшим требованием к увлажнению
</WRAP>

===== Критерии выбора системы охлаждения с использованием наружного воздуха =====
<WRAP box>
* Температура и перепад между горячим и холодным коридорами;  
* Непрерывность работы серверов и периферии;  
* Наличие источников воды для адиабатического охлаждения;  
* Температура и влажность наружного воздуха;  
* Качество воздуха (пыль, газы, примеси);  
* Стоимость электроэнергии и водоснабжения.
</WRAP>

===== Типы систем =====

<WRAP group gap>
<WRAP half column>

==== Прямая схема ====
Наружный воздух подаётся в машинный зал после фильтрации и при необходимости — дополнительного охлаждения через испаритель.

<WRAP info>
Принцип: приточный воздух охлаждает серверы напрямую, затем выбрасывается наружу.
</WRAP>

Преимущества:
  * Простая конструкция, высокая эффективность.  
  * Минимальные потери при передаче холода.  

Ограничения:
  * Требуется высокая чистота наружного воздуха.  
  * Зависимость от уровня влажности и запылённости.
</WRAP>

<WRAP half column>

==== Косвенная схема ====
Наружный воздух не попадает в зал, а охлаждает внутренний рециркуляционный поток через теплообменник (воздух–воздух).

<WRAP info>
Принцип: разделение потоков обеспечивает чистоту и стабильность параметров воздуха в машинном зале.
</WRAP>

Типы теплообменников:
  * Пластинчатые;  
  * Трубчатые;  
  * Термосифонные;  
  * С тепловыми трубами.

Преимущества:
  * Нет контакта с пылью и влагой из внешней среды.  
  * Поддерживается постоянная влажность и температура.

Ограничения:
  * Более высокая стоимость.  
  * Дополнительное аэродинамическое сопротивление.
</WRAP>
</WRAP>

===== Принцип работы систем свободного охлаждения =====

<WRAP box round>
<mermaid>
flowchart TB
  classDef big font-size:16px,stroke-width:1.5px,padding:10px;
  A["Наружный воздух"]:::big -->|"Фильтрация и подготовка"| B["Система охлаждения"]
  B --> C{"Тип схемы"}:::big
  C -->|"Прямая"| D["Охлаждение зала напрямую"]:::big
  C -->|"Косвенная"| E["Охлаждение через теплообменник"]:::big
  D --> F["Выброс нагретого воздуха наружу"]:::big
  E --> G["Возврат охлаждённого потока в рециркуляцию"]:::big
</mermaid>
</WRAP>

===== Климатическая применимость =====
<WRAP info>
В регионах с умеренным климатом (например, Новосибирск, Екатеринбург, Санкт-Петербург) системы свободного охлаждения могут работать без компрессоров до 70–90 % времени года.  
В тёплых регионах (Краснодар, Ростов-на-Дону) их использование целесообразно в межсезонье или в ночное время суток.
</WRAP>

===== Ключевые идеи =====
<WRAP tip>
  * Технологическое охлаждение заменило классическое кондиционирование.  
  * Наружный воздух позволяет снизить PUE и эксплуатационные расходы.  
  * Прямая схема эффективна, но требует чистого и умеренного климата.  
  * Косвенная схема надёжнее в пыльных и влажных регионах.  
  * Для России свободное охлаждение является оптимальным решением по энергоэффективности.  
</WRAP>