Содержание
Контеймент и его влияние на тепловой режим
Контеймент обеспечивает физическое разделение горячих и холодных воздушных потоков, снижает вероятность байпаса и рециркуляции, позволяет повысить уставки охлаждающего оборудования и оптимизировать объём подаваемого воздуха. Эффективность контеймента определяет качество теплового режима машинного зала.
Назначение и принципы работы
Контеймент формирует замкнутые коридоры (холодные или горячие), исключая смешение потоков. Это обеспечивает:
- снижение доли байпасного воздуха;
- уменьшение рециркуляции горячего воздуха;
- уменьшение диапазона температур на входе IT-оборудования;
- возможность поднятия уставки охлаждения (в РФ типично до 24–27 °C);
- снижение скорости вентиляторов и энергопотребления.
Ключевая задача контеймента — достижение высоких значений ASE (эффективности разделения потоков). Для современных ЦОД значение ASE ≈ 0.9 считается хорошим результатом.
Основные типы контеймента
Контеймент холодного коридора (Cold Aisle Containment, CAC)
Создаёт закрытый холодный коридор с крышей и дверями. Охлаждённый воздух подаётся только внутрь коридора, исключая утечки в зал.
Преимущества:
- хорошо подходит как для новых, так и существующих залов;
- совместим с фальшполом и overhead-подачей.
Ограничения:
- необходимость герметизации стоек и вводов;
- потребность в корректной балансировке давления.
Полуконтеймент холодного коридора (Semi-CAC)
Используются занавесы или панели частичного охвата. Это упрощённое решение для модернизации существующих залов с неоднородными стойками.
Преимущества:
- минимальные строительные работы;
- снижение рециркуляции до приемлемого уровня.
Ограничения:
- не обеспечивает полной изоляции;
- зависит от точности установки панелей.
Контеймент горячего коридора (Hot Aisle Containment, HAC)
Горячий коридор закрывается, а горячий воздух направляется в потолочный канал (plenum) или непосредственно в охлаждающие единицы.
Преимущества:
- наиболее эффективен при высоких тепловых нагрузках (плотности > 15–20 кВт/стойка);
- позволяет полностью изолировать горячий поток.
Ограничения:
- требуется координация с кабельными трассами и инженерными коммуникациями;
- чаще применяется в новых проектах.
Прямой контеймент стойки (Direct Rack Containment)
Каждая стойка оснащается индивидуальным каналом или «дымоходом» для отвода горячего воздуха.
Преимущества:
- высокая локальная эффективность;
- простая масштабируемость.
Ограничения:
- требовательность к высоте помещения и архитектуре потолка;
- необходимость в стойках специального исполнения.
Герметичность и утечки
Эффективность контеймента определяется не только конструкцией, но и качеством исполнения. Утечки воздуха возникают:
- через незаглушённые U-ячейки;
- через технологические отверстия в стойках;
- через неплотные крыши, двери или занавесы;
- через фальшпол и кабельные вводы.
Даже небольшие щели суммарно могут образовать значимую площадь утечки, увеличивая смешение потоков и снижая ASE.
Влияние контеймента на ключевые метрики
Контеймент улучшает:
- BP (байпас) — значительно снижается;
- R (рециркуляция) — снижается, но в некоторых случаях может оставаться на среднем уровне из-за внутренних утечек в стойках;
- A_f (доступность воздуха) — чаще всего > 1 из-за положительного статического давления;
- ASE (эффективность разделения) — достигает 0.85–0.95 в крупных ЦОД;
- RCI (соответствие температур) — стабилизируется за счёт узкого диапазона на входе.
В большинстве объектов наблюдается A_f > 1, что означает избыточную подачу воздуха. В ~15% залов фиксируется A_f < 1 — недоподача, часто связанная с ограничениями фальшпола или ошибками в расположении решёток.
Для hyperscale-ЦОД значение ASE ≈ 0.9 при A_f ≈ 1.1 считается типичным.
Сравнение вариантов и область применения
| Тип контеймента | Применимость | Преимущества | Ограничения |
|---|---|---|---|
| CAC | Новые и существующие ЦОД | Простота, эффективность | Требует герметизации |
| Semi-CAC | Ретрофит | Быстрая реализация | Неполная изоляция |
| HAC | Новые проекты, высокие нагрузки | Максимальная изоляция | Требует overhead-координации |
| Direct Rack | Высокие плотности, спец-стойки | Локальный контроль | Зависим от конструкции стойки |
Рекомендации по проектированию в условиях РФ
- При плотностях до 10–12 кВт/стойка достаточно CAC или Semi-CAC при хорошей герметизации.
- При плотностях > 15–20 кВт/стойка рекомендуется HAC или Direct Rack Containment.
- Высота фальшпола ≥ 450 мм значительно улучшает равномерность подачи и эффективность CAC.
- Качество герметизации критичнее, чем выбор типа контеймента.
- При A_f < 1 необходимо перераспределить решётки или увеличить статическое давление.
