Czy chłodzenie serwerowni międzyszafowe opłaca się przy 1–3 szafach?

Czy chłodzenie międzyszafowe opłaca się przy 1–3 szafach?

Często nie, chyba że gęstość mocy na szafę jest wysoka lub potrzebna jest większa niezawodność.
W małej serwerowni kluczowy jest stosunek mocy IT do prostoty utrzymania. Chłodzenie międzyszafowe (in-row) skraca drogę powietrza i dobrze gasi lokalne „hot spoty”. Przy 1–3 szafach bywa jednak droższe w zakupie i montażu niż jednostka przyścienna lub mała klimatyzacja precyzyjna. Opłaca się, gdy jedna szafa ma gęstość mocy wyraźnie powyżej standardu biurowego lub gdy wymagana jest modułowa redundancja. Jeśli szafy mają umiarkowaną moc, lepiej sprawdza się prostsze chłodzenie pomieszczeniowe z poprawnym podziałem na zimny i gorący korytarz. Warto porównać scenariusze zużycia energii i koszty serwisu w horyzoncie kilku lat.

Jak obliczyć obciążenie cieplne dla serwerowni z 1–3 szafami?

Zsumuj moc IT, dodaj straty pomocnicze i zapas mocy.
Zacznij od mocy pobieranej przez urządzenia IT. Prawie cała ta energia zamienia się w ciepło. Następnie dolicz straty w zasilaniu i infrastrukturze. Dodaj rezerwę na wzrost obciążenia i warunki letnie. Typowe składniki:

• Sprzęt IT. Moc znamionowa lub rzeczywista z pomiaru.
• Straty zasilaczy i UPS. Zwykle kilka procent mocy IT.
• Straty okablowania i PDU. Zwykle niewielkie, ale realne.
• Zyski od oświetlenia i ludzi. Najczęściej mało istotne.
• Zapas mocy. Najczęściej 10–20 procent na przyszły wzrost i skrajne dni.

Przykład. Dwie szafy po 5 kW to 10 kW IT. Dodaj 1 kW strat i 15 procent zapasu. Otrzymujesz około 12,6 kW wymaganej mocy chłodniczej.

Jakie alternatywy chłodzenia warto rozważyć w małej serwerowni?

Najczęściej sprawdza się proste chłodzenie pomieszczenia z dobrą separacją strumieni powietrza.
Opcje dla 1–3 szaf:

• Mała klimatyzacja precyzyjna 24/7. Stabilne parametry i sterowanie wilgotnością.
• Jednostka split lub multi z przystosowaniem do pracy całorocznej. Wymaga poprawnego prowadzenia powietrza i kontroli skroplin.
• Chłodzenie międzyszafowe. Dobre dla wysokich gęstości mocy lub punktowych przegrzań.
• Drzwi wymiennikowe na tył szafy. Pasujące do szaf o podwyższonej mocy.
• Woda lodowa z nawiewem do pomieszczenia. Możliwość pracy w trybie free cooling w chłodnych miesiącach.
• Centrale wentylacyjne z rekuperacją i sekcją chłodu. Rozwiązanie modułowe, gdy liczy się energooszczędność i odzysk energii.
• Chłodzenie cieczą do układów o bardzo wysokiej gęstości. Raczej dla specjalnych zastosowań.

Jakie ograniczenia montażowe i przepływowe trzeba uwzględnić?

Liczy się miejsce, trasy instalacji i szczelność podziału na strefy powietrza.
Przed wyborem sprawdź:

• Miejsce między szafami i szerokość korytarzy. Czy zmieści się urządzenie międzyszafowe.
• Brak lub obecność podłogi podniesionej. Gdzie poprowadzić rurociągi, kable i odprowadzenie skroplin.
• Lokalizację skraplacza lub agregatu. Przejścia przez przegrody, hałas, nośność dachu.
• Zasilanie elektryczne i zasilanie awaryjne. Wymagana redundancja i osobne obwody.
• Separację zimnego i gorącego korytarza. Zaślepki w szafach, szczelność przepustów, kierunek nawiewu.
• Wymogi ppoż., detekcję wycieków i gospodarowanie wodą kondensacyjną.
• Dostęp serwisowy do filtrów, wentylatorów i zaworów.

Kiedy międzyszafowe rozwiązanie zwiększa niezawodność systemu?

Gdy trzeba precyzyjnie schłodzić szafę o wysokiej mocy i ograniczyć ryzyko recyrkulacji.
Międzyszafowe chłodzenie skraca drogę powietrza. Dzięki temu szybciej reaguje na wzrost obciążenia i ogranicza mieszanie się strumieni. Łatwiej też budować redundancję na poziomie rzędu szaf. Można rozdzielić zasilanie na osobne obwody i zastosować układ z urządzeniem zapasowym. Przy 1–3 szafach podobny efekt dają dwie niezależne jednostki pomieszczeniowe z rotacją pracy. Wybór zależy od gęstości mocy, wymaganego czasu pracy bez zakłóceń i dostępnego miejsca.

Jak porównać zużycie energii i efektywność rozwiązań chłodzących?

Oblicz roczne zużycie energii dla każdego wariantu przy tych samych danych obciążenia.
W analizie porównaj:

• Sprawność urządzeń. COP/EER lub SEER w funkcji obciążenia.
• Moc wentylatorów. Wskaźnik SFP i spręż dystrybucji powietrza.
• Moc pomp i strat na wymiennikach. Opory hydrauliczne.
• Godziny free coolingu w lokalnym klimacie. Zysk w okresie chłodnym.
• Temperaturę nawiewu. Wyższa temperatura zasilania poprawia efektywność.
• Straty z recyrkulacji i nieszczelności. Wpływ na temperatury wlotu do serwerów.

Prosty sposób. Oszacuj średnią moc chłodniczą w każdej porze roku, pomnóż przez czas pracy i podziel przez średni COP. Dodaj zużycie wentylatorów i pomp. Dla serwerowni pomocny jest wskaźnik pPUE, który pokazuje udział chłodzenia i dystrybucji w całkowitej energii IT. Warto także zadbać o zgodność zakresów temperatur i wilgotności z zaleceniami branżowymi.

Jakie są wymagania serwisowe i konserwacyjne takich instalacji?

System wymaga regularnych przeglądów, czyszczenia i testów pracy awaryjnej.
Dobre praktyki:

• Przeglądy okresowe i czyszczenie wymienników. Utrzymanie sprawności i niskiego spadku ciśnienia.
• Wymiana lub czyszczenie filtrów. Częściej w zapylonym otoczeniu.
• Kontrola szczelności układów i stanu czynnika. Zgodnie z przepisami F-gaz.
• Konserwacja pomp, zaworów i wentylatorów. Kontrola łożysk i drgań.
• Utrzymanie jakości wody lub roztworu glikolu. Inhibitory korozji i parametry chemiczne.
• Testy redundancji i rotacji pracy. Próbne przełączenia i symulacje alarmów.
• Kalibracja czujników i weryfikacja przepływów. Kontrola alarmów przegrzania.
• Przegląd odprowadzenia skroplin i detekcji wycieków. Testy czujników.

W wielu projektach urządzenia są dodatkowo sprawdzane w akredytowanych centrach testowych w szerokim zakresie warunków. Niezależne certyfikacje wydajności wspierają powtarzalność wyników.

Jak zdecydować: instalować system między szafami czy nie?

Oceń gęstość mocy, ryzyko przegrzań, miejsce i koszty utrzymania.
Rozważ instalację międzyszafową, gdy:

• Pojedyncze szafy mają wysoką gęstość mocy i często pojawiają się „hot spoty”.
• Potrzebna jest redundancja na poziomie rzędu szaf i szybka reakcja na zmiany obciążenia.
• Brakuje miejsca na jednostkę pomieszczeniową, a separacja korytarzy jest trudna.
• Celem jest wyższa temperatura nawiewu i niższa recyrkulacja, co sprzyja efektywności.

Pozostań przy chłodzeniu pomieszczeniowym, gdy:

• Moc na szafę jest umiarkowana, a przepływy można prawidłowo zorganizować.
• Liczy się prosta obsługa i dostępność serwisu w typowych godzinach.
• Masz miejsce na dwie mniejsze, niezależne jednostki dla redundancji.

Wariant pośredni to drzwi wymiennikowe lub pojedyncza jednostka międzyszafowa tylko dla najbardziej obciążonej szafy. Dobrym krokiem jest szybki audyt cieplny i prosta symulacja przepływu. Pozwala to potwierdzić temperatury wlotu do serwerów i zoptymalizować ustawienia.

Podsumowanie

Krótko mówiąc, przy 1–3 szafach liczy się dopasowanie mocy do realnych potrzeb, porządek w przepływach i prosty serwis. Chłodzenie międzyszafowe ma sens, gdy rośnie gęstość mocy lub wymagana jest wyższa niezawodność na małej powierzchni. W innych przypadkach lepsza jest przemyślana organizacja powietrza i energooszczędne urządzenia o stabilnej pracy całorocznej.

Zamów audyt obciążenia cieplnego i wariantową koncepcję chłodzenia serwerowni z rekomendacją opłacalności dla 1–3 szaf.