Проектирование инженерных систем (ОВК)

Раздел посвящён проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК) в центрах обработки данных. Систематизированы ключевые критерии, этапы проектирования, выбор оборудования, современные подходы, лучшие практики и тенденции развития. Особое внимание уделено энергоэффективности, надёжности и адаптивности инженерной инфраструктуры в условиях роста плотности ИТ-нагрузок.

Проектные основы

Практика и развитие

Общая схема проектирования ОВК для ЦОД

flowchart LR classDef b font-size:22px,stroke-width:1.1px,padding:6px; A["Расчёт тепловой нагрузки"]:::b --> B["Нормативные ограничения
(ASHRAE, СП, требования)"]:::b B --> C["Выбор стратегии охлаждения
воздух / жидкость / гибрид"]:::b D["Подбор оборудования
чиллеры, насосы, ИТ-воздухообработка"]:::b --> E["Моделирование потоков
CFD, тепловой баланс"]:::b E --> F["Внедрение, ПНР, автоматизация
мониторинг и оптимизация"]:::b A -. параллельные стадии .-> D C -. связь .-> E

Таблица: основные подходы к охлаждению ЦОД

Подход Краткое описание Преимущества Ограничения
Воздушное охлаждение Использование прецизионных кондиционеров, изоляция коридоров, свободное охлаждение Простота эксплуатации, широкая применимость, низкая стоимость Ограничения при плотности >10–15 кВт/стойку
Жидкостное охлаждение (к чипу, к стойке, иммерсионное) Теплоноситель подводится к компонентам или стойкам Очень высокая эффективность, допускает плотность >50–70 кВт/стойку Риски утечек, необходимость новых ИТ-стандартов, больше требований к обслуживанию
Гибридное Сочетание воздушных и жидкостных контуров Баланс эффективности и совместимости, плавный переход Рост сложности и стоимости внедрения

Ключевые параметры и критерии

  • Температурный напор (ΔT) — определяет эффективность теплообмена.
  • Энергоэффективность (COP, EER, pPUE) — интегральная оценка стоимости охлаждения.
  • Надёжность и резервирование — схемы N+1, 2N, независимые контуры.
  • Совместимость с ИТ-оборудованием — температурные классы ASHRAE A1–A4.
  • Гибкость и масштабируемость — возможность интеграции жидкостных контуров, расширения мощностей.
  • Управляемость — автоматизация, алгоритмы экономайзера, адаптивные скорости вентиляторов.

Контрольные вопросы

  1. Установлена ли расчётная тепловая нагрузка с учётом роста на горизонте 5–10 лет?
  2. Выбрана ли оптимальная стратегия: воздушная, жидкостная или гибридная?
  3. Выполнено ли сравнение вариантов по COP, pPUE и эксплуатационным затратам?
  4. Реализована ли схема резервирования с учётом требований заказчика (N+1/2N)?
  5. Проведено ли CFD-моделирование распределения потоков и температур?
  6. Предусмотрены ли автоматизация, мониторинг и оптимизация режимов ОВК?
  7. Проверена ли совместимость выбранного оборудования с температурным классом ИТ-нагрузки?