Rambler's Top100
Статьи ИКС № 03 2011
Петр РОНЖИН  09 марта 2011

Уроки жаркого лета

Летом 2010 г. испытание на термостойкость проходили не только люди, но и техника. Жара, как лакмусовая бумажка, выявляла слабые стороны инженерных систем. Какие выводы она заставила сделать в отношении систем охлаждения и кондиционирования ЦОДов?

Петр РОНЖИН, директор, ООО «ВЕНТСПЕЦСТРОЙ»Урок 1. Системы охлаждения и кондиционирования ЦОДов действительно должны быть рассчитаны на работу при предельных (как плюсовых, так и минусовых) значениях температуры наружного воздуха, когда-либо наблюдавшихся в данной местности. Несмотря на прямые указания стандартов TIA-942 и Uptime Institute выбирать именно такое оборудование, у нас зачастую устанавливаются системы с верхним пределом температур наружного воздуха +28–30°С, и лишь наиболее продвинутые заказчики пишут в своих технических заданиях аж +35°С!

 

Откуда же взялись пресловутые +28–30°С? Исторически так сложилось, что согласно действующим в России нормативным материалам, именно эти температуры берутся в качестве расчетных для проектирования гражданских систем кондиционирования и вентиляции. В российских СНиПах просто нет таких понятий, как дата-центр или центр обработки данных. Соответственно, проектировщики, которые раньше никогда не проектировали системы охлаждения ЦОДов, и для этих объектов применяли стандартную практику расчета мощности систем. Тем более что в технических заданиях на системы охлаждения дата-центров нередко встречаются только общие фразы о том, что системы должны быть спроектированы в соответствии с требованиями СНиПов.

 

К сожалению, ввиду отсутствия актуальной российской нормативной базы приходится пользоваться зарубежными стандартами. Uptime Institute в своем стандарте Data Center Site Infrastructure Tier Standard: Topology указывает, что эффективная мощность инфраструктурного оборудования должна быть определена при условиях, пиковых для данного климатического региона. При этом инженерные системы должны подбираться с учетом экстремальных наблюдаемых температур. Данные по экстремальным климатическим условиям можно почерпнуть в издаваемом каждые четыре года американской ассоциацией ASHRAE справочнике ASHRAE Handbook – Fundamentals.

 

Тем не менее опытные проектировщики, немного представляющие себе, что такое современный ЦОД, могут и в отечественных стандартах найти полезную для себя и заказчика информацию. Так, если заглянуть в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», то можно увидеть, что для Москвы минимальная температура наружного воздуха составляет –42°С, а максимальная – +37°С. Учитывая зарубежные нормы, именно эти цифры и надо указывать в технических заданиях на проектирование систем охлаждения дата-центров.

 

Прошедшее лето внесло поправки и в статистические данные. Неоднократно фиксировались температуры 38 и 39 °С. Поэтому системы охлаждения ЦОДов, рассчитанные на снятие 100% тепловой нагрузки при температурах ниже максимальных, в условиях экстремальных температур оказываются под угрозой выхода из строя или нештатной остановки, что может снизить общую доступность ЦОДа.

 

Что же на самом деле происходит в жару с оборудованием для охлаждения? В большинстве случаев для самого оборудования – ничего страшного. Холодильная машина, рассчитанная на производство 100 кВт холода при температуре наружного воздуха +30°С, при +38°С будет выдавать всего 85–90 кВт холода (цифры условные, они могут колебаться в зависимости от конкретной марки и модели охлаждающего оборудования), т.е. ее холодопроизводительности при экстремальных температурах не будет хватать для снятия всей тепловой нагрузки ИТ-оборудования. Если не отключить 10–15% серверов, то температура в ЦОде начнет повышаться и может возникнуть угроза отключения всего серверного оборудования.

 

Есть еще один аспект работы охлаждающего оборудования при высоких температурах. При температурах выше расчетных увеличивается энергопотребление чиллеров и кондиционеров, но так как при проектировании систем электропитания закладывались совсем другие значения рабочих токов, то в экстремальных условиях цепи питания могут не справиться с возросшей нагрузкой и вызвать сбой системы энергоснабжения.

 

Урок 2. Необходимое для снятия полной тепловой нагрузки количество систем охлаждения должно сохранять свою производительность от абсолютного минимума до абсолютного максимума наружных температур. Резервные же системы должны задействоваться только в случае отказа работающих систем или на время проведения периодического технического обслуживания.

 

Но вот на недавно прошедшем в Москве круглом столе, посвященном инженерным инфраструктурам ЦОДов (см., например, «ИКС» №12’2010, с. 60. – Прим. ред.), один из докладчиков бодро рассказывал присутствующим, что во время летней жары у них в компании не было проблем с охлаждением, так как в дополнение к работающим системам кондиционирования они включили резервные. Да, перегрева серверного оборудования не было, но все выглядело бы не так радужно, откажи хотя бы одна из эксплуатируемых систем. В этом случае, чтобы снизить тепловую нагрузку до величин, соответствующих производительности оставшихся в работе систем охлаждения, пришлось бы отключить часть ИТ-оборудования. Иными словами, 100% производительности систем кондиционирования достигались только при невысоких температурах наружного воздуха, например при +30°С. При дальнейшем повышении температуры на улице производительность этих систем падала, вследствие чего требовалось включать резервные системы. В данном случае идет речь о серьезной системной ошибке, о которой владелец ЦОДа даже не подозревает. И это самое ужасное. В другой раз ему так не повезет.

 

Урок 3. Правильно организованное техническое обслуживание систем охлаждения снижает риск их отказа. Казалось бы, совершенно банальная и очевидная мысль, но… Прошедшим летом в лучшей ситуации оказались те компании, у которых периодическое плановое техническое обслуживание систем охлаждения было нормой. К сожалению, были и компании, которые проводили техобслуживание только тогда, когда оборудование уже отказывалось работать. Однако, как ни подбирай оборудование, но забитый пылью и тополиным пухом теплообменник воздушного конденсатора не позволит работать чиллеру при аномальной жаре.

 

Потери от внезапной остановки ЦОДа гораздо больше тех выгод, которые вы пытались получить, экономя на техническом обслуживании.

 

Урок 4. Даже если система кондиционирования подобрана неправильно, всегда можно улучшить ее работу. Для этого надо тщательно проанализировать принятые при проектировании и монтаже технические решения. Для борьбы с жарой многие службы эксплуатации опрыскивали воздушные конденсаторы водой, красили крыши и площадки под оборудование в белый цвет, освобождали пути для поступления свежего воздуха, увеличивали частоту технического обслуживания. Эти нехитрые меры конечно же не решали полностью проблем, корни которых тянулись еще к стадии проектирования, но позволяли с большей уверенностью смотреть в завтрашний день.

 

 

Надеюсь, аномальное лето 2010 г. все пережили без серьезных потерь. Но еще больше надеюсь, что извлеченные из него уроки пойдут всем на пользу и когда в следующий раз настанет жара, мы не будем с тревогой думать, справится или не справится система кондиционирования. Ведь мы уже знаем правильные ответы…  

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!