Воздушные потоки и стратегии изоляции

Системы кондиционирования в ЦОД обеспечивают холодный воздух для серверов, но сама эффективность охлаждения определяется не только мощностью чиллеров или CRAC-установок, а в первую очередь тем, насколько правильно организовано движение воздуха внутри машинных залов.

Если воздушные потоки не контролируются, возникает рециркуляция горячего воздуха, образование «горячих точек» и значительный перерасход энергии на охлаждение. По оценкам Uptime Institute, до 30% энергии HVAC может теряться именно из-за неправильной организации воздушных потоков.

• Смешивание потоков. Горячий воздух от серверов попадает в холодные коридоры, что снижает эффективность охлаждения и вынуждает подавать воздух с избыточно низкой температурой.
• Неравномерность распределения. При неправильном расположении плит фальшпола холодный воздух концентрируется в отдельных зонах, оставляя другие стойки без должного охлаждения.
• Утечки через неплотности. Открытые кабельные вводы, пустые юниты в стойках, зазоры между плитами приводят к тому, что до 20–25% холодного воздуха теряется без пользы.
• Локальные перегревы. В стойках высокой плотности (>15–20 кВт) при отсутствии containment образуются зоны, где температура превышает допустимый уровень, что снижает срок службы оборудования.

1. Холодный и горячий коридоры

1. Базовый уровень организации: стойки устанавливаются рядами так, чтобы фронтальные стороны формировали холодный коридор, а тыльные — горячий.
2. Позволяет стабилизировать температурное поле, но без физической изоляции перемешивание всё равно остаётся.

2. Containment (изоляция коридоров)

1. Изоляция холодного коридора: применяется чаще, так как проще в реализации. Холодный воздух полностью изолирован от горячего с помощью дверей и потолочных панелей.
2. Изоляция горячего коридора: горячий воздух герметично собирается и направляется в систему возврата. Эта стратегия эффективнее для высокоплотных стоек, но требует интеграции с системой пожаротушения.

3. Герметизация стоек и фальшпола

1. Использование заглушек для пустых юнитов.
2. Кабельные вводы закрываются гибкими манжетами или панелями.
3. Перфорированные плиты размещаются строго напротив стоек, а не «вразброс».
4. Ненужные отверстия в фальшполе блокируются.

4. Адресное охлаждение

1. Применяется для зон с экстремально высокой плотностью (20–30 кВт/стойка и выше).
2. Используются in-row кондиционеры, задние дверные теплообменники или шкафы с жидкостным охлаждением.

• Энергосбережение. Полный переход к containment позволяет повысить температуру подачи воздуха до 26–27 °C, что снижает энергопотребление компрессоров на 30–40%.
• Снижение PUE. Разница между обычным залом с «открытой» схемой (PUE 1.7–1.8) и залом с containment (PUE 1.3–1.4) подтверждается многими кейсами.
• Надёжность. При правильной изоляции исключаются локальные «горячие точки», уменьшается риск аварийных перегревов и продлевается срок службы оборудования.
• Оптимизация вентиляции. Скорость вентиляторов можно снизить на 10–20% без ущерба для качества охлаждения, что дополнительно экономит энергию.

• Интеграция с пожарной безопасностью. Изоляция не должна мешать системам пожаротушения — перегородки и панели должны быть съёмными или оснащены сбросными элементами.
• Балансировка давления. Избыточное давление в холодном коридоре или нехватка воздуха может привести к сбоям работы серверов.
• Необходимость постоянного мониторинга. Даже при containment нужно использовать датчики температуры и влажности в каждой стойке, чтобы корректировать работу системы.