Это старая версия документа!

Локальное охлаждение: стойки и серверы

Раздел о технологиях «короткого контура» для высоких плотностей: решения на уровне стойки (задние теплообменные двери, замкнутые стойки, встроенные кондиционеры) и на уровне сервера (усиленное воздушное, direct-to-chip, иммерсия). Отдельно — интеграция жидкостных контуров и эксплуатационные аспекты.

Стойка

Решения для охлаждения на уровне стоек

Сервер

Навигация: выбор метода локального охлаждения

%%{init: {"theme":"neutral","fontSize":10} }%% flowchart TB A["Плотность нагрузки в стойке / ограничения по воздуху"] --> B{"Достаточен ли воздушный теплоотвод?"} B -- "Да, низкая/средняя плотность" --> Air["Усиленное воздушное: изоляция, ↑setpoint, оптимизация вентиляторов"] B -- "Нет / высокий ΔT / дефицит расхода" --> C{"Доступна ли технологическая вода?"} C -- "Да" --> L1["Задняя теплообменная дверь (Rear-Door HX)"] L1 --> L2["Замкнутая/внутристоечная схема (in-rack, I/LCU)"] C -- "Нет" --> Air2["Варианты в ряду: in-row, оптимизация коридоров"] L2 --> D{"Тепловая нагрузка сверхвысокая или требования к акустике/пыли?"} D -- "Да" --> Chip["Direct-to-Chip (cold-plate) или иммерсия"] D -- "Нет" --> L1 click Air "doku.php?id=topics:14:rack_cooling" "Стойка: воздушные решения" _self click L1 "doku.php?id=topics:14:rack_cooling" "Стойка: Rear-Door HX" _self click L2 "doku.php?id=topics:14:rack_cooling" "Стойка: замкнутые циклы" _self click Chip "doku.php?id=topics:14:server_cooling" "Сервер: D2C / иммерсия" _self

Опорная таблица: методы охлаждения на уровне стойки

Метод	Принцип	Типовые случаи	Преимущества	Ограничения/риски
Усиленное воздушное (изоляция, управл. вентиляторами)	Улучшение «холодный↔горячий», снижение байпасов, адаптивные уставки	Низкая–средняя плотность, смешанные залы	Низкая сложность, быстрый эффект, совместимо с существующей инфраструктурой	Ограниченный потолок по плотности; чувствительно к дисциплине кабелей и заглушек
Rear-Door Heat Exchanger (пассив/актив)	Теплообменник-«дверь» на выхлопе стойки с жидкостным контуром	Средняя–высокая плотность; ограничение тёплого воздуха в зале	Снимает тепло локально, разгружает зал; совместим с воздухораспределением	Потребность в воде/гликоле, гидравлическое подключение, конденсат/утечки
Замкнутые стойки (in-rack, I/LCU)	Встроенный охладитель в стойке, цикл «воздух-жидкость» внутри шкафа	Горячие точки, «острова» высокой плотности	Независимость от зала, масштабируемость по стойкам	Обслуживание в шкафу, резервирование питания/воды, шум
In-row (рядовые охладители)	Охладители в ряду возле стоек (воздух-вода/хладагент)	Ряды высокой плотности, модульность	Близость к источнику тепла, гибкость конфигурации	Требует места в ряду, баланс потоков, гидравлику

Опорная таблица: методы охлаждения на уровне сервера

Метод	Принцип	Применение	Преимущества	Ограничения/риски
Усиленное воздушное (радиаторы, тепловые трубки, управление вентиляторами)	Повышение эффективности воздушных трактов внутри сервера	Универсальные кластеры, смешанные нагрузки	Простота, совместимость, отсутствие жидкостей в сервере	Предел по тепловому пакету современных CPU/GPU
Direct-to-Chip (D2C) (cold-plates)	Отвод тепла с процессоров/ускорителей через холодные пластины	Высокая плотность CPU/GPU, HPC/AI	Высокая эффективность, низкий шум в зале, горячая вода на выходе (утилизация тепла)	Контур жидкости в стойке/сервере, QD-соединения, контроль утечек, materials compatibility
Иммерсионное охлаждение (одно-/двухфазное)	Полное погружение плат в диэлектрик	Экстремальная плотность, акустические/пылевые требования	Максимальная плотность, радикальное снижение вентиляторных потерь	Специфичная сервисная модель, оборот/совместимость жидкостей, утилизация/экология

Интеграция жидкостного охлаждения (элементы контура)

%%{init: {"theme":"neutral","fontSize":10} }%% flowchart LR A["Контур здания (вода/гликоль)"] --> B["CDU (Liquid-to-Liquid) в ряду/стойке"] B --> C["Внутристоечный контур: двери HX / cold-plates / manifolds"] C --> D["Быстроразъёмы (dry-break), датчики протечек, дренаж"] B --> E["Насосные группы/VFD, фильтры, дегазация"] A --> F["Источник холода: чиллер/сухие охладители/ADIABATIC/free-cooling"]

Узел	Ключевые вопросы проектирования/эксплуатации
Контур здания	Температурный коридор подачи/обратки, качество воды, резервирование A/B
CDU	Мощность и «подход», управление насосами (ΔP/расход), байпас, сервисный доступ
Внутристоечный контур	Маршрутизация шлангов, минимизация падений давления, компоновка коллекторов
Соединения/безопасность	QD без пролива, лотки/поддоны, датчики/авто-cutoff, план локализации протечки
Вода/химия	Ингибиторы, контроль коррозии/микробиологии, совместимость материалов (латунь/Al/Cu/полимеры)

Ключевые показатели для управления

Соответствие входных температур ИТ-узлов и равномерность по U-юнитам (профили T на лицевой панели).
ΔT стойки/двери HX, «подход» теплообменников; расход и ∆P по жидкостному контуру.
Скорость вентиляторов и удельная потребляемая мощность вентиляторных групп.
Частота событий утечек/срабатываний датчиков; MTTR по жидкостным инцидентам.
Доступная плотность на стойку/клетку; доля стоек, готовых к D2C/иммерсии.
Влияние на PUE/WUE и возможность утилизации тепла (температура обратки).

Риски и меры снижения

Гидравлика: кавитация, недобор расхода → расчёт ∆P, VFD насосов, балансировка ветвей.
Утечки: разогерметизация QD/шлангов → dry-break коннекторы, лотки/датчики, регламенты сервисных работ.
Конденсация: холодные поверхности ниже точки росы → контроль T подачи, изоляция, монитор RH/DP.
Совместимость материалов/жидкостей: коррозия, вымывание добавок → анализ воды/жидкости, регламенты замены, фильтрация.
Операционные процедуры: заполнение/продувка/дегазация → чек-листы, обученный персонал, тестовые стенды.
Электрика и безопасность: маршруты шлангов вдали от шин/кабелей, каплеуловители, отключение питания при авариях.

Контрольные вопросы

Какой целевой диапазон плотности по стойкам и какая доля будет требовать жидкостных решений?
Есть ли подготовленные гидравлические стояки/магистрали и места под CDU в ряду/стойке (A/B)?
Выбран ли стандарт быстроразъёмов и стратегия обнаружения/локализации утечек?
Зафиксированы температурные уставки подачи/обратки и логика переключения режимов (free-cooling/адиабатика/мех. охлаждение)?
Определены процедуры сервисных работ (дренаж, дегазация, промывка) и ответственность?
Оценены эффекты на энергоэффективность и возможность утилизации тепла (тёплая обратка)?