Раздел описывает механизмы подачи охлаждённого воздуха в машинный зал, типовые схемы движения воздушных потоков, причины неэффективности (байпас, рециркуляция, зоны пониженного давления) и их влияние на температуру на входе IT-оборудования, энергопотребление и надёжность эксплуатации.
В современных ЦОД охлаждение подаётся через:
Воздух подается в передние зоны серверов, проходит через оборудование и удаляется сзади. Эффективность определяется тем, насколько точно холодный поток достигает стойки без смешения с горячим воздухом.
Основная цель — удерживать температуру на входе серверов в пределах ASHRAE (в РФ практический диапазон 18–27 °C).
Байпас — холодный воздух, который минует стойки и возвращается в охлаждающее оборудование, не охлаждая IT.
Причины:
Байпас снижает температуру возврата, заставляя уменьшать уставку охлаждения. Это увеличивает энергопотребление вентиляторов и холодильного контура.
Рециркуляция — попадание горячего воздуха из хвоста стойки обратно в её фронт или соседние стойки.
Причины:
Рециркуляция повышает температуру на входе, вызывает локальные перегревы и сокращает ресурс IT.
Пониженное давление возникает при высоких скоростях подачи воздуха, вызывая подсос воздуха под фальшпол.
$$P_v = 0.5 \rho v^2$$
где: - \(P_v\) — скоростное давление, Па; - \(\rho\) — плотность воздуха (1.2 кг/м³); - \(v\) — скорость воздуха, м/с.
При \(v = 3\text{ м/с}\) скоростное давление ≈ 5 Па — сопоставимо со статическим давлением фальшпола в российских ЦОД (5–15 Па).
Высокие скорости воздуха ухудшают подачу в дальние ряды стоек.
Даже при одинаковой уставке охлаждения наблюдается широкий диапазон температур на входе стойк (разница до 10–12 °C).
Часть стоек получает воздух ниже требуемого (потери энергии), часть — выше ASHRAE (риск отказов).
| Явление | Последствие | Комментарий |
|---|---|---|
| Байпас | Падение температуры возврата | Снижение эффективности холодильного цикла |
| Рециркуляция | Рост температуры на входе IT | Риск перегрева |
| Низкое статическое давление | Недостаток воздуха в дальних рядах | Нерегулярное распределение |
| Высокая скорость | Подсос из помещений | Увеличение непредсказуемых потоков |
| Смешение потоков | Падение эффективности охлаждения | Уменьшение доли свободного охлаждения |
Применяется регулирование скорости вентиляторов CRAH/CRAC по датчику давления под фальшполом.
Преимущества:
Разделяет холодные и горячие потоки конструктивно:
В РФ даёт значимый эффект при плотностях 6–12 кВт/стойка и выше.
$$P_v = 0.6 v^2$$
где: - \(P_v\) — скоростное давление (Па); - \(v\) — скорость воздуха (м/с).
Типовые диапазоны: