Вентиляция дата-центра: охлаждение серверных рядов, горячий/холодный коридор и PUE
Материал носит информационно-справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ст. 437 ГК РФ.
Формулы, цифры и примеры расчёта приведены как иллюстрация метода. Они могут содержать неточности и не учитывают условия конкретного объекта, поэтому не годятся для самостоятельного подбора оборудования.
Посчитаем под ваш объект и пришлём цену
«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 (частный случай — вентиляция серверной комнаты), обеспечивающая температуру на входе в серверные стойки +18...+27°C (по ASHRAE TC 9.9) и влажность 40–60% для предотвращения статических разрядов и конденсата; экономичность повышает энергоэффективные решения. 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 58811-2020 «Центры обработки данных. Инженерная инфраструктура. Стадии создания» — требования к инженерным системам ЦОД, включая климат.
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 оптимальным 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 воздух отводится в систему охлаждения.
-
3PUE и энергоэффективность
PUE (Power Usage Effectiveness) = W_total / W_IT
Часто задаваемые вопросы
Расчётная тепловая нагрузка: Q = 1,1–1,15 × P_ИТ, где P_ИТ — суммарная электрическая мощность ИТ-оборудования (кВт). Коэффициент 1,1–1,15 учитывает теплопотери от источников бесперебойного питания и освещения. Для зала 100 кВт ИТ-нагрузки: Q = 1,15 × 100 = 115 кВт требуемой мощности охлаждения.
Горячий/холодный коридор (hot aisle/cold aisle) — стандартная схема расстановки серверных шкафов. Шкафы ориентированы лицевыми сторонами в один ряд — образуется холодный коридор, куда подаётся холодный воздух. Задние стороны (выхлоп) — в горячий коридор, откуда воздух отводится. Снижает PUE на 15–20% по сравнению с хаотичной расстановкой.
По ASHRAE TC 9.9 (Класс A1): рекомендуемый диапазон +18...+27°C, допустимый +15...+32°C. В российской практике проектирования ЦОД (ГОСТ Р 58811-2020) ориентируются на тот же диапазон; для стационарного оборудования обычно +18...+22°C. На входе в серверный шкаф — ≤27°C. Превышение +35°C даже кратковременно — риск аварийного отключения серверов по термозащите.
PUE (Power Usage Effectiveness) = суммарная потребляемая мощность ЦОД / мощность ИТ-оборудования. Идеал PUE = 1,0 (100% энергии на ИТ). Среднеотраслевой показатель: 1,3–1,6. Вентиляция и охлаждение — основная составляющая «лишней» мощности. Технологии снижения: горячий/холодный коридор, фрикулинг (охлаждение наружным воздухом), правильное распределение воздуха под фальшполом.
Да, обязательна. Небольшая серверная комната 10–20 м² с несколькими шкафами выделяет 5–15 кВт тепла. Без вентиляции температура вырастет до 50–60°C за 30–60 минут. Минимум: один сплит-кондиционер или прецизионный кондиционер CRAC + резервирование питания для вентиляции.
Прецизионные кондиционеры CRAC/CRAH: работают 8760 ч/год (vs. 2000 ч у бытовых), поддерживают влажность 40–60% (критично для статического электричества), высокое SHR (Sensible Heat Ratio >0,95 — охлаждают без осушения). Бытовые сплиты при длительной работе сушат воздух до <30% — риск статических разрядов, повреждающих оборудование.
Фрикулинг (freecooling) — использование холодного наружного воздуха для охлаждения ЦОД без включения компрессора. Применяется при t наружного воздуха ≤+10..+12°C. Для климата Москвы: 5–6 месяцев/год. Экономия электроэнергии на охлаждении — 40–60% в переходные сезоны. Требует фильтрации наружного воздуха (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.