+7 495 487-27-87
info@frostsystems.ru
Обратный звонок info@frostsystems.ru
Оставьте заявку
Мы свяжемся с вами, чтобы обсудить детали
Информация защищена и находится в безопасности, не будет передана третьим лицам.
Нажимая на кнопку вы даете согласие на обработку ваших персональных данных.
Содержание:
- Специфика охлаждения ЦОД
- Нормативная база
- Расчёт тепловыделения ИТ-нагрузки и PUE
- Схемы охлаждения ЦОД
- Прецизионные кондиционеры прямого расширения (DX)
- Прецизионные кондиционеры на охлаждённой воде (CW/CRAC)
- In-row и in-rack охлаждение для высокой плотности нагрузки
- Организация горячего и холодного коридоров
- Free Cooling в ЦОД
- Резервирование: N+1 и 2N
- Мониторинг и DCIM
- Диагностическая таблица
- Этапы монтажа
- Стоимость монтажа
- Прецизионные кондиционеры, чиллеры и DCIM для ЦОД
- Реализованные проекты
Frostsystems проектирует и монтирует системы охлаждения центров обработки данных — от небольших корпоративных серверных до крупных коммерческих ЦОД. Обслуживаем банки, телекоммуникационные компании, государственные структуры и IT-компании в Москве и Московской области.
Система охлаждения ЦОД — критическая инфраструктура с нулевым допустимым временем простоя: при температуре воздуха на входе в серверную стойку выше +45 °С оборудование уходит в аварийную остановку в течение нескольких минут.
Система охлаждения ЦОД — критическая инфраструктура с нулевым допустимым временем простоя: при температуре воздуха на входе в серверную стойку выше +45 °С оборудование уходит в аварийную остановку в течение нескольких минут.
Специфика охлаждения ЦОД: чем отличается от обычного кондиционирования
Серверное оборудование работает в режиме 24/7/365 и выделяет тепло непрерывно. Тепловая плотность современной стойки — 5–30 кВт при площади основания 0,6×1,0 м — в 50–200 раз выше, чем у офисного рабочего места. При этом охлаждение должно поддерживать температуру с точностью ±0,5...±1 °С и влажность 40–60 % ОВ независимо от сезона.
Стандартные сплит-системы и бытовые кондиционеры не подходят для ЦОД: они не рассчитаны на круглогодичную работу, не обеспечивают стабильность параметров, не работают при наружных температурах −30 °С без специальных мер, не интегрируются с системами мониторинга и не поддерживают схемы резервирования. Прецизионный кондиционер — единственный правильный выбор для ЦОД любого масштаба.
Стандартные сплит-системы и бытовые кондиционеры не подходят для ЦОД: они не рассчитаны на круглогодичную работу, не обеспечивают стабильность параметров, не работают при наружных температурах −30 °С без специальных мер, не интегрируются с системами мониторинга и не поддерживают схемы резервирования. Прецизионный кондиционер — единственный правильный выбор для ЦОД любого масштаба.
Нормативная база: ASHRAE, ГОСТ Р 58809, Tier I–IV
ASHRAE Thermal Guidelines for Data Processing Environments — основной международный стандарт микроклимата ЦОД. Класс А1 (наиболее распространённый): температура на входе в стойку +18...+27 °С, относительная влажность 40–60 %, точка росы +5,5...+15 °С. Класс А2 (расширенный диапазон): +10...+35 °С — для гипермасштабных ЦОД с пониженными затратами на охлаждение.
ГОСТ Р 58809-2020 «Центры обработки данных» классифицирует ЦОД по уровням надёжности: Tier I — нет резервирования, простой до 28,8 ч/год; Tier II — частичное резервирование, до 22 ч/год; Tier III — параллельное обслуживание (N+1), 1,6 ч/год; Tier IV — отказоустойчивость (2N), 0,4 ч/год. Большинство коммерческих ЦОД строятся по стандарту Tier III и выше.
ГОСТ Р 58809-2020 «Центры обработки данных» классифицирует ЦОД по уровням надёжности: Tier I — нет резервирования, простой до 28,8 ч/год; Tier II — частичное резервирование, до 22 ч/год; Tier III — параллельное обслуживание (N+1), 1,6 ч/год; Tier IV — отказоустойчивость (2N), 0,4 ч/год. Большинство коммерческих ЦОД строятся по стандарту Tier III и выше.
Расчёт тепловыделения ИТ-нагрузки и PUE
Тепловыделение ИТ-нагрузки: каждый 1 кВт потребляемой мощности сервера генерирует 0,85–1,05 кВт тепла. Мощность системы охлаждения = ИТ-нагрузка (кВт) × 1,1 + тепло от освещения + теплопритоки через ограждения + тепло от ИБП. Запас мощности — 20–30 % для учёта роста нагрузки.
PUE (Power Usage Effectiveness) = суммарное потребление объекта / ИТ-нагрузка. Хороший ЦОД: PUE ≤ 1,4; с Free Cooling в московском климате — ≤ 1,2. Снижение PUE с 1,8 до 1,4 при нагрузке 500 кВт даёт экономию электроэнергии 2 МВт·ч в год — около 14 млн руб. ежегодно при тарифе 7 руб./кВт·ч.
PUE (Power Usage Effectiveness) = суммарное потребление объекта / ИТ-нагрузка. Хороший ЦОД: PUE ≤ 1,4; с Free Cooling в московском климате — ≤ 1,2. Снижение PUE с 1,8 до 1,4 при нагрузке 500 кВт даёт экономию электроэнергии 2 МВт·ч в год — около 14 млн руб. ежегодно при тарифе 7 руб./кВт·ч.
Схемы охлаждения ЦОД по мощности
- До 30 кВт ИТ-нагрузки (малая серверная, 1–10 стоек): прецизионный кондиционер DX-типа с выносным конденсатором. Один или два агрегата по схеме N+1. Простейшее решение без воды и сложной автоматики.
- 30–200 кВт (средний ЦОД, 10–50 стоек): прецизионные кондиционеры DX с выносными конденсаторами или система CRAH (кондиционеры на охлаждённой воде) + чиллер. Схема N+1. Подключение системы мониторинга.
- 200–1000 кВт (крупный ЦОД): чиллер + CRAH/in-row охлаждение + Free Cooling. Двойное резервирование чиллеров (N+1 или 2N). Централизованный мониторинг DCIM.
- От 1 МВт (гипермасштабный ЦОД): многочиллерная схема с полным резервированием, Free Cooling как основной режим бо́льшую часть года, адиабатическое охлаждение конденсаторов, жидкостное охлаждение стоек.
Прецизионные кондиционеры прямого расширения (DX)
Кондиционеры DX-типа (Direct eXpansion) — хладагент испаряется непосредственно в испарителе внутреннего блока. Наружный (конденсаторный) блок выносится на кровлю или за пределы здания. Преимущество: нет воды в машинном зале — нет риска протечки на оборудование.
Характеристики прецизионных DX-кондиционеров: холодопроизводительность 5–150 кВт; точность поддержания температуры ±0,5...±1 °С; влажность ±5 % ОВ (встроенный электродный увлажнитель — опция); режим работы 24/7/365 при наружных температурах −40...+50 °С (с зимним комплектом).
Фреоновый фрикулинг в DX-кондиционерах: при наружной температуре ниже +15...+18 °С хладагент в жидком состоянии перетекает в выносной конденсатор самотёком под действием разности давлений — компрессор отключается. В московском климате фреоновый фрикулинг активен ~220–230 дней в году при температуре подачи в зал +24...+27 °С. Экономия — до 60 % электроэнергии компрессора в год.
Характеристики прецизионных DX-кондиционеров: холодопроизводительность 5–150 кВт; точность поддержания температуры ±0,5...±1 °С; влажность ±5 % ОВ (встроенный электродный увлажнитель — опция); режим работы 24/7/365 при наружных температурах −40...+50 °С (с зимним комплектом).
Фреоновый фрикулинг в DX-кондиционерах: при наружной температуре ниже +15...+18 °С хладагент в жидком состоянии перетекает в выносной конденсатор самотёком под действием разности давлений — компрессор отключается. В московском климате фреоновый фрикулинг активен ~220–230 дней в году при температуре подачи в зал +24...+27 °С. Экономия — до 60 % электроэнергии компрессора в год.
Прецизионные кондиционеры на охлаждённой воде (CW/CRAH)
Кондиционеры на охлаждённой воде (CRAH — Computer Room Air Handler): внутренний блок использует воду +7/+12 °С вместо хладагента. Вода подаётся от чиллера по изолированным трубопроводам. Преимущества перед DX: неограниченное расстояние от источника холода; единственный чиллер обслуживает весь машинный зал; полноценный водяной Free Cooling.
Наружная установка чиллера на кровле, внутри — только водопроводы. Температура подачи для ЦОД: +12...+14 °С (повышенная уставка) — обеспечивает более длительное использование Free Cooling по сравнению со стандартным кондиционированием (+7 °С).
Наружная установка чиллера на кровле, внутри — только водопроводы. Температура подачи для ЦОД: +12...+14 °С (повышенная уставка) — обеспечивает более длительное использование Free Cooling по сравнению со стандартным кондиционированием (+7 °С).
In-row и in-rack охлаждение для высокой плотности нагрузки
При тепловой плотности стойки выше 10–15 кВт стандартный зальный кондиционер не справляется: холодный воздух смешивается с горячим до достижения задней панели стойки. In-row кондиционеры устанавливаются в рядах стоек, рядом с горячими стойками — расстояние от источника тепла до теплообменника минимально.
In-row кондиционеры на охлаждённой воде (Stulz CyberRow, Emerson Liebert XDM): мощность 15–100 кВт; хладоноситель — охлаждённая вода; горизонтальный поток воздуха прямо в лицевую панель стоек. Допускают нагрузку до 50 кВт на стойку.
In-rack охладители (Rittal LCP) монтируются на задней двери стойки или внутри неё — для отдельных «горячих» стоек при нагрузке 20–30+ кВт.
In-row кондиционеры на охлаждённой воде (Stulz CyberRow, Emerson Liebert XDM): мощность 15–100 кВт; хладоноситель — охлаждённая вода; горизонтальный поток воздуха прямо в лицевую панель стоек. Допускают нагрузку до 50 кВт на стойку.
In-rack охладители (Rittal LCP) монтируются на задней двери стойки или внутри неё — для отдельных «горячих» стоек при нагрузке 20–30+ кВт.
Организация горячего и холодного коридоров
Холодный коридор — пространство перед лицевыми панелями стоек, куда подаётся охлаждённый воздух. Горячий коридор — пространство за тыльными панелями, откуда отводится нагретый воздух от серверов.
Изоляция горячего коридора (Hot Aisle Containment, HAC): боковые панели и потолочный экран изолируют горячий коридор — горячий воздух не смешивается с холодным. Эффективность охлаждения повышается на 20–35 %, температура в холодном коридоре снижается. Дополнительно устанавливается система холодного коридора (Cold Aisle Containment, CAC): закрывает верхнюю часть холодного коридора.
Фальшпол: подача холодного воздуха снизу через перфорированные плиты перед стойками — классическое решение для крупных ЦОД. Высота технического подпола: 300–600 мм. Давление в подполе: 5–15 Па выше давления в зале.
Изоляция горячего коридора (Hot Aisle Containment, HAC): боковые панели и потолочный экран изолируют горячий коридор — горячий воздух не смешивается с холодным. Эффективность охлаждения повышается на 20–35 %, температура в холодном коридоре снижается. Дополнительно устанавливается система холодного коридора (Cold Aisle Containment, CAC): закрывает верхнюю часть холодного коридора.
Фальшпол: подача холодного воздуха снизу через перфорированные плиты перед стойками — классическое решение для крупных ЦОД. Высота технического подпола: 300–600 мм. Давление в подполе: 5–15 Па выше давления в зале.
Free Cooling в ЦОД: фреоновый и водяной фрикулинг
Фреоновый фрикулинг (встроен в DX-кондиционеры): хладагент самотёком перетекает в выносной конденсатор при наружной температуре ниже порога. Stulz (CyberAir 3, CyberRow с режимами FC/EFC/MIXED/DX), Emerson Liebert (DSE с режимом EconAir), HiRef (TRECe с интегрированным фрикулингом). В Москве: ~220 дней Free Cooling при температуре подачи +24 °С.
Водяной фрикулинг в системах CRAH+чиллер: при наружной температуре ниже +10...+12 °С хладоноситель охлаждается в драйкулере без включения компрессоров чиллера. При температуре подачи +14 °С — до 260 дней в году. Экономия электроэнергии — 40–60 % по сравнению с круглогодичным компрессорным охлаждением.
Водяной фрикулинг в системах CRAH+чиллер: при наружной температуре ниже +10...+12 °С хладоноситель охлаждается в драйкулере без включения компрессоров чиллера. При температуре подачи +14 °С — до 260 дней в году. Экономия электроэнергии — 40–60 % по сравнению с круглогодичным компрессорным охлаждением.
Резервирование: N+1 и 2N
N+1 (Tier III): один резервный кондиционер на N рабочих. При аварии любого из рабочих резервный включается автоматически. Переключение — за 30–60 секунд. Применяется в большинстве коммерческих ЦОД.
2N (Tier IV): полное дублирование — две независимые системы охлаждения, каждая 100 % мощности. При выходе из строя одной второй достаточно для полной нагрузки. Применяется в критической инфраструктуре: банки, операторы связи, государственные ЦОД. Мастер-контроллер (Liebert iCOM, Stulz SCSD) управляет всеми кондиционерами зала, балансирует нагрузку и обеспечивает автоматическое переключение.
2N (Tier IV): полное дублирование — две независимые системы охлаждения, каждая 100 % мощности. При выходе из строя одной второй достаточно для полной нагрузки. Применяется в критической инфраструктуре: банки, операторы связи, государственные ЦОД. Мастер-контроллер (Liebert iCOM, Stulz SCSD) управляет всеми кондиционерами зала, балансирует нагрузку и обеспечивает автоматическое переключение.
Мониторинг и DCIM
DCIM (Data Center Infrastructure Management) — программный комплекс для управления и мониторинга инженерной инфраструктуры ЦОД. Параметры мониторинга: температура в каждом ряду стоек (датчики у входа и выхода каждой стойки), потребляемая мощность по ПДУ, параметры чиллеров и кондиционеров, PUE в реальном времени. Платформы: Schneider Electric (EcoStruxure IT), Emerson (Trellis), Nlyte, Device42. Интеграция с BMS здания — опция.
Диагностическая таблица
Этапы монтажа
- Тепловой расчёт и проектирование. Определяется ИТ-нагрузка, схема размещения стоек, тип системы охлаждения, мощность, схема резервирования, Free Cooling.
- Монтаж фальшпола. Стойки, перфорированные плиты, заглушки, антистатическое покрытие.
- Монтаж прецизионных кондиционеров. Установка внутренних блоков на антивибрационные опоры, выравнивание по уровню.
- Монтаж выносных конденсаторных блоков. Кровельные металлоконструкции, виброизоляция, трасса хладагента или трубопровод хладоносителя.
- Монтаж чиллера (при водяной схеме). Трубопроводы хладоносителя с теплоизоляцией, насосная группа, расширительный бак.
- Монтаж системы Free Cooling. Байпасный контур, трёхходовые клапаны, датчики наружной температуры, автоматика переключения.
- Монтаж мастер-контроллера. Настройка алгоритма резервирования, пороговых значений, балансировки нагрузки.
- Монтаж изоляции горячего/холодного коридора. Боковые панели, потолочные секции, доводчики дверей.
- Монтаж системы DCIM. Датчики температуры у каждой стойки, интеграция с кондиционерами и ИБП, настройка веб-интерфейса.
- Вакуумирование и опрессовка (DX-системы). Азот 25–28 бар, вакуумирование до ≤50 Па.
- Пуско-наладочные работы. Заправка хладагентом, настройка уставок (+24 °С, ±0,5 °С), проверка автопереключения на резервный агрегат, тест Free Cooling, замер температуры по всем стойкам, оформление акта.
Стоимость монтажа
Прецизионные кондиционеры, чиллеры и DCIM для ЦОД
Прецизионные кондиционеры DX: Stulz (Германия — CyberAir 3, MiniSpace, CyberRow; четыре режима работы FC/EFC/MIXED/DX; промышленный стандарт для крупных ЦОД; работа при −40 °С наружной температуры в стандартной комплектации), Emerson/Vertiv (Liebert DSE, PDX, XDM — широко применяются в корпоративных ЦОД и телеком-узлах), HiRef (Италия — TREF, NRCD — банковские и государственные ЦОД).
Российские и бюджетные решения: C3 Solutions (Россия — серии AIR, AIS; соответствие ASHRAE; применяются в государственных и коммерческих ЦОД, срок эксплуатации 10+ лет), Schneider Electric Uniflair, Airedale.
Чиллеры для ЦОД: Carrier (30XW-FC с Free Cooling), Daikin (EWAD-AZAN — инверторные), Climaveneta (FOCS — прецизионное охлаждение), Aermec (NAE с Free Cooling); драйкулеры — Alfa Laval (XDR), Guentner (GDH). DCIM и мониторинг: Schneider Electric (EcoStruxure IT), Emerson/Vertiv (Trellis), Nlyte; мастер-контроллеры — Liebert iCOM, Stulz SCSD.
Российские и бюджетные решения: C3 Solutions (Россия — серии AIR, AIS; соответствие ASHRAE; применяются в государственных и коммерческих ЦОД, срок эксплуатации 10+ лет), Schneider Electric Uniflair, Airedale.
Чиллеры для ЦОД: Carrier (30XW-FC с Free Cooling), Daikin (EWAD-AZAN — инверторные), Climaveneta (FOCS — прецизионное охлаждение), Aermec (NAE с Free Cooling); драйкулеры — Alfa Laval (XDR), Guentner (GDH). DCIM и мониторинг: Schneider Electric (EcoStruxure IT), Emerson/Vertiv (Trellis), Nlyte; мастер-контроллеры — Liebert iCOM, Stulz SCSD.
Почему стоит обратиться к профессионалам?
Квалифицированный монтаж и сервис в перспективе значительно снижают эксплуатационные затраты на содержание холодильной техники
-
Оригинальные комплектующиеПредоставляем запчасти, которые поставляются напрямую от производителей. Подберем качественные аналоги. Ваша экономия до 30% за счет дилерских цен. Сокращенные сроки поставки. -
Бесплатная диагностикаТочная причина неисправности определяется во время визита. На основе полученной информации предлагается наиболее подходящий способ решения проблемы. -
Выезд на объект в течение 4 часовТехническое обслуживание холодильного оборудования в Москве и Московской области. Оформление вызова по телефону за 2 минуты. Гарантия на выполненные работы.
Реализованные проекты
За 12 лет выполнили более 170 объектов
Камеры хранения г. Зеленоград
Мясоперерабатывающий завод "Мясницкий ряд"
Сборка холодильных агрегатов в цеху
Молокозавод г. Новомечуринск
Компании, которые нам доверяют
Не знаете с чего начать?
Оставьте ваши контактные данные и инженер разберется в вашей проблеме и предложит пути решения.