Вентиляция дата-центра: охлаждение серверных рядов, горячий/холодный коридор и PUE
«Серверный зал выделяет 1–5 кВт/м² тепла — в 5–25 раз больше офиса; целевой PUE — 1,3–1,6.»
Вентиляция дата-центра — это система охлаждения серверного зала, обеспечивающая температуру на входе в серверные стойки +18...+27°C (по ASHRAE TC 9.9) и влажность 40–60% для предотвращения статических разрядов. Эффективность измеряется показателем PUE (Power Usage Effectiveness): идеал 1,0, среднеотраслевой — 1,3–1,6.
- Тепловыделение: 1–5 кВт/м² в серверном зале (vs. 50–100 Вт/м² в офисе).
- Температура: +18...+27°C на входе в стойки по ASHRAE TC 9.9; ≤+27°C — красная черта.
- Горячий/холодный коридор: снижает смешивание воздушных потоков, повышает эффективность на 15–20%.
- PUE: <1,5 — хорошо; <1,3 — очень хорошо; 1,0 — теоретический идеал.
- Влажность: 40–60% — защита от статических разрядов; <30% — риск повреждения оборудования.
Расчёт тепловой нагрузки
Суммарная тепловая нагрузка ЦОД: Q = 1,1 × P_ИТ кВт, где P_ИТ — суммарная электрическая мощность всего ИТ-оборудования (серверы, сети, СХД). Коэффициент 1,1 — потери на ИБП, освещение, обслуживающий персонал.
Плотность мощности на стойку (среднее): стойка типового предприятия — 3–5 кВт/стойку. Высокоплотные вычисления (GPU, AI) — 15–30 кВт/стойку. При плотности >10 кВт/стойку прецизионные кондиционеры типа CRAC заменяются рядными охладителями (in-row cooling) или задними дверьми теплоотвода.
Схемы охлаждения серверных залов
| Схема | Плотность мощности | Особенности |
|---|---|---|
| CRAC + фальшпол | До 3 кВт/стойку | Классика: холодный воздух подаётся снизу через перфорированные плитки |
| Рядные охладители (in-row) | 3–20 кВт/стойку | Охладитель между рядами стоек, короткий путь воздуха |
| Задняя дверь теплоотвода | До 30 кВт/стойку | Теплообменник на задней двери шкафа, нет перемешивания |
| Жидкостное охлаждение | >30 кВт/стойку | Непосредственно к процессору; AI/HPC-кластеры |
Горячий/холодный коридор
Принцип горячего/холодного коридора (Hot Aisle/Cold Aisle): серверные шкафы расставляются лицевой стороной (воздухозаборником) в один ряд — это холодный коридор, куда поступает холодный воздух. Задние стороны (выхлоп горячего воздуха) — в соседний горячий коридор, откуда воздух отводится в систему охлаждения.
Containment (изоляция коридоров): физическое отделение горячего воздуха от холодного — потолочные и боковые панели. Исключает смешивание, повышает ΔT охладителя — экономия 20–30% энергии охлаждения. Горячий коридор с изоляцией достигает +40...+50°C — персонал там не работает.
PUE и энергоэффективность
PUE (Power Usage Effectiveness) = W_total / W_IT
Где W_total — вся потребляемая мощность объекта, W_IT — мощность ИТ-оборудования. Цели по отрасли: PUE <2,0 — базовый уровень; PUE <1,5 — хорошо; PUE <1,3 — лидеры отрасли; PUE 1,1 — гиперскейлеры (Google, Microsoft).
Нормативная база
ASHRAE TC 9.9 «Thermal Guidelines for Data Processing Environments» (ANSI/ASHRAE 90.4) — основной международный стандарт. Определяет температурные классы A1–A4 и B–D для серверов.
ГОСТ Р 53110-2008 «Обеспечение информационной безопасности организаций банковской системы» — климатические условия для банковских ЦОД.
Uptime Institute Tier Standard — уровни надёжности (Tier I–IV); вентиляция Tier III/IV требует N+1/2N резервирование оборудования охлаждения.
СП 60.13330.2020 — нормирование общеобменной вентиляции и СО₂ для персонала, обслуживающего ЦОД.
Рассчитаем вентиляцию для серверного зала
Укажите суммарную ИТ-нагрузку, размеры зала и тип стоек — подберём схему охлаждения с правильным PUE В каталоге — радиальные вентиляторы и крышные вентиляторы.
Рекомендации Аквент
Канальные вентиляторы ВКК / ВКП
Для вентиляции технических помещений ЦОД: ИБП, дизель-генераторная, трансформаторная. Низкий уровень шума, стабильная работа 24/7.
Смотреть ВКККрышные вентиляторы ВКР
Вентиляция технических помещений ЦОД с высокими тепловыделениями. Установка на кровлю — не занимает площадь, прямой выброс тёплого воздуха.
Смотреть ВКР-
1Расчёт тепловой нагрузки
Суммарная тепловая нагрузка ЦОД: Q = 1,1 × P_ИТ кВт, где P_ИТ — суммарная электрическая мощность всего ИТ-оборудования (серверы, сети, СХД). Коэффициент 1,1 — потери на ИБП, освещение, обслуживающий персонал.
-
2Горячий/холодный коридор
Принцип горячего/холодного коридора (Hot Aisle/Cold Aisle): серверные шкафы расставляются лицевой стороной (воздухозаборником) в один ряд — это холодный коридор, куда поступает холодный воздух. Задние стороны (выхлоп горячего воздуха) — в соседний горячий коридор, откуда возду…
-
3PUE и энергоэффективность
PUE (Power Usage Effectiveness) = W_total / W_IT
Часто задаваемые вопросы
Q = 1,1 × P_ИТ. Для 100 кВт ИТ-нагрузки: Q = 115 кВт. Коэффициент 1,1 учитывает потери на ИБП и освещение.
Серверные стойки ориентированы лицевой стороной в холодный коридор (приток холода), задними — в горячий (вытяжка тепла). Снижает PUE на 15–20% по сравнению с хаотичной расстановкой.
По ASHRAE TC 9.9 Класс A1: рекомендуемый +18...+27°C, допустимый +15...+32°C. На входе в стойки ≤+27°C — красная черта. Превышение +35°C — риск аварийного отключения серверов.
PUE = суммарная мощность ЦОД / мощность ИТ. Идеал 1,0. Охлаждение — 35–45% «лишней» мощности. PUE <1,5 — хорошо; <1,3 — лидеры. Переход 1,8→1,4 при 500 кВт экономит ~1,4 млн ₽/год.
Да, обязательна. 10–20 м² с несколькими стойками выделяют 5–15 кВт. Без вентиляции температура вырастет до 50–60°C за 30–60 минут. Минимум: прецизионный кондиционер CRAC + резервирование.
Прецизионные CRAC: 8760 ч/год непрерывно (vs. 2000 ч бытовые), SHR >0,95 (охлаждение без осушения), контроль влажности 40–60%. Бытовые сушат воздух до <30% — риск статики и повреждения оборудования.
Freecooling — охлаждение наружным воздухом при t ≤+10..+12°C без компрессора. В Москве — 5–6 месяцев/год. Экономия на охлаждении 40–60% в переходные сезоны. Требует фильтрацию F7 минимум.
Похожие статьи
Рассчитаем вентиляцию для вашего ЦОД или серверной
Укажите ИТ-нагрузку, размеры зала и тип стоек — подберём схему охлаждения с оптимальным PUE.