Инструменты пользователя

Инструменты сайта


topics:34:efficiency

Стратегии повышения эффективности воздухообмена

Раздел обобщает методы повышения качества воздушного обмена в машинном зале: снижение байпаса, уменьшение рециркуляции, стабилизация статического давления, улучшение распределения холодного воздуха и контроль теплового режима через корректировку уставок охлаждающего оборудования.

Основные направления оптимизации

Улучшение воздушного обмена основано на комплексе мероприятий, направленных на:

  • снижение доли байпасного воздуха (BP);
  • уменьшение рециркуляции горячего воздуха (R);
  • повышение доступности воздуха (\(A_f\));
  • стабильность температур на входе IT;
  • сокращение энергопотребления CRAH/CRAC и повышение уставок охлаждения.

После измерений и моделирования оператор получает данные для целевого снижения потерь энергии и управления рисками.

Снижение байпаса (BP)

Типовые причины: решётки в горячем коридоре, высокие скорости потока, неплотности над стойками, отверстия в фальшполе.

Меры оптимизации:

  • размещение решёток только в холодном коридоре;
  • снижение скоростей подачи, если поток уходит над стойками;
  • герметизация отверстий фальшпола (вводы, PDU, кабельные вырезы);
  • исключение решёток в зонах смешения;
  • оптимизация высоты фальшпола для равномерной подачи.

В российских ЦОД с фальшполами 300–450 мм снижение BP достигается установкой решёток в шахматном порядке и уменьшением их общего количества.

Уменьшение рециркуляции (R)

Рециркуляция возникает при недостатке холодного воздуха или наличии щелей между стойками.

Меры оптимизации:

  • обеспечение достаточного объёма холодного воздуха;
  • установка заглушек (blanking panels) в стойках;
  • герметизация боковых проёмов и межстоечных промежутков;
  • использование стоечных дверей с высокой степенью герметичности;
  • недопущение смешения стоек с разными требованиями по воздушному потоку;
  • исключение реверсивных потоков при высоких скоростях над стойками.

Для contained-систем (CAC/HAC) рекомендуется лёгкое положительное давление в холодном коридоре.

Снижение зон пониженного давления (NP)

NP возникает при слишком высоких скоростях подачи, что вытягивает воздух из-под фальшпола или вызывает подсос.

Меры оптимизации:

  • контроль скорости воздуха в решётках (желательно < 2.5–3 м/с);
  • устранение препятствий в фальшполе (кабельные массы, лотки);
  • снижение скоростей в contained-системах для исключения реверсивных потоков;
  • равномерное распределение нагрузки между решётками.

Герметизация и контроль утечек

Утечки ухудшают смешение потоков, особенно в системах CAC/HAC.

Применяемые меры:

  • герметизация верха и низа стоек;
  • устранение отверстий фальшпола;
  • заделка щелей в потолке;
  • использование изоляционных занавесов;
  • замена выключенных серверов на заглушки.

Множество небольших отверстий может дать суммарную площадь утечки в сотни см², существенно влияя на ASE.

Работы с уставками охлаждающего оборудования

1. Переход с управления по обратной температуре на управление по подаче: стабилизирует входные температуры в IT. 2. Постепенное повышение уставки подачи на CRAH/CRAC (для РФ типично от 20–22 °C до 23–25 °C). 3. Повышение уставки холодоносителя:

  • в РФ при водяных системах — с 6/12 °C до 7–10 / 14–17 °C;
  • при наличии фрикулинга — дальнейшее повышение даёт значимый экономический эффект.

Повышение уставки подачи на 1 °C снижает энергопотребление холодильного контура на 2–4%.

Таблица влияния мер на ключевые метрики

Меры BP ↓ R ↓ Af ↑ ASE ↑ Комментарий
Решётки только в холодном коридоре ●●● Один из самых эффективных шагов
Бланки и заглушки ●●● ●● Уменьшает горячие утечки
Герметизация фальшпола ●●● ●● Критично для напольных систем
Снижение скорости подачи ●● Стабилизирует давление
CAC / HAC ●●● ●●● ●● ●●● Лучшее улучшение ASE
Отделение разнонагруженных стоек ●● Уменьшает локальные перегревы
Повышение уставки подачи Снижает энергопотребление

(● = низкий эффект, ●● = средний, ●●● = высокий)

Кейс-стади: практические результаты

Пример 1: Финансовый ЦОД (Великобритания)

До модернизации: — PUE = 2.3 — BP = 80%, R = 20% — A_f = 4.0 (значительный избыток) — Температуры входа: 15–27 °C

Реализованные меры:

  • бланки в стойках;
  • устранение утечек фальшпола;
  • перераспределение решёток;
  • локальный полуконтеймент (занавесы);
  • переход на управление по температуре подачи;
  • повышение уставок подачи и холодоносителя.

Результаты:

  • ΔT входа снизилось на 4–5 К;
  • BP снизился до 20%, R — до 25%;
  • A_f уменьшилось до 1.12;
  • ASE выросло до ~0.9;
  • достигнут фрикулинг за счёт повышения уставок;
  • экономия — десятки % на охлаждении.

Пример 2: Hyperscale-объект (Европа)

Проблемы: плохая герметизация CAC, высокая рециркуляция, завышенные скорости вентиляторов.

Меры:

  • устранение крупных утечек между стойками;
  • снижение скоростей CRAH;
  • контроль статического давления в холодном коридоре.

Результаты:

  • BP: 79% → 11%
  • R: 11% → 4%
  • ASE: 90% → 96%
  • A_f: 4.3 → 1.1
  • Экономия: более €1 млн/год.

Итоговые рекомендации

  • Делайте решётки только в холодных коридорах.
  • Минимизируйте скорость воздуха, удерживая давление стабильным.
  • Герметизируйте всё: стойки, фальшпол, потолок, боковые панели.
  • Используйте CAC/HAC при плотностях выше 10–12 кВт/стойка.
  • Повышайте уставки охлаждения постепенно, одновременно улучшая распределение воздуха.
  • Контролируйте метрики BP, R, Af, ASE — они должны стать базой эксплуатационной аналитики.
topics/34/efficiency.txt · Последнее изменение: admin