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Casa / Notizia / Notizie del settore / Condizionamento dell'aria per server rack: metodi di raffreddamento, guida CFM e migliori pratiche
È una scena familiare per gli amministratori IT: un rack da 42U vicino all'angolo di una sala server funziona perfettamente per gran parte dell'anno, per poi iniziare a emettere avvisi sulla temperatura in estate. Il termostato ambiente dice 22°C, ma l'aria che entra negli interruttori è superiore a 30°C. Il problema non è la capacità di raffreddamento della stanza: è l’aria condizionata a livello di rack, o la sua mancanza.
Il condizionamento dell'aria del rack server significa gestire il calore a livello dell'armadio: fornire aria fresca sufficiente alla parte anteriore del rack, rimuovere lo scarico caldo dal retro e scegliere l'hardware che supporta tale flusso d'aria. Questa guida illustra i carichi termici che puoi aspettarti, come calcolare i requisiti di raffreddamento e flusso d'aria e quali componenti del rack migliorano effettivamente le prestazioni termiche.
La temperatura di ingresso del rack non è la stessa della temperatura ambiente. Il Comitato tecnico ASHRAE 9.9 consiglia di mantenere l'aria in ingresso delle apparecchiature IT tra 18°C e 27°C (64,4-80,6°F). Quando i rack non dispongono di una gestione del flusso d'aria, i gas di scarico caldi possono ricircolare sopra e attorno ai lati dei mobili, spingendo le temperature di aspirazione ben al di sopra della media della stanza.
Due fatti spiegano perché il raffreddamento a livello di armadio è importante:
Quindi un rack può avere un bell'aspetto sul termostato ambiente mentre sviluppa già hotspot vicino alla parte superiore del mobile. Il raffreddamento pianificato a livello di rack è ciò che impedisce a questi hotspot di diventare guasti.
Il punto di partenza è il carico termico. Quasi tutta l'energia elettrica assorbita da un server o da uno switch viene convertita in calore, pertanto è possibile stimare la produzione di calore del rack sommando il consumo energetico di ciascun dispositivo installato.
Emissione di calore tipica per tipo di dispositivo; valori rappresentativi di pieno carico per le comuni apparecchiature rack.
Una volta ottenuta la cifra totale dei kilowatt, sono utili due conversioni:
| Carico su scaffale | Potenza termica (BTU/ora) | ca. flusso d'aria necessario (CFM) |
|---|---|---|
| 2kW | 6.826 | 320 |
| 4 chilowatt | 13.652 | 640 |
| 6kW | 20.478 | 960 |
| 8 kW | 27.304 | 1.280 |
| 10 chilowatt | 34.130 | 1.600 |
Esempio: un rack con otto server da 500 W assorbe 4 kW. Si tratta di circa 13.650 BTU/ora di calore. Al delta standard di 11°C, il rack necessita di circa 640 CFM di flusso d'aria. Se la fornitura della stanza ne fornisce solo la metà, le temperature in ingresso aumenteranno costantemente.
I valori nominali riportati sulla targhetta rappresentano i valori del caso peggiore e i carichi misurati sono spesso inferiori del 10-30%. Anche così, dimensionare il flusso d'aria per il carico di picco realistico, perché i problemi di raffreddamento compaiono sempre quando il carico è massimo.
Prima di aggiungere ventole o unità di raffreddamento speciali, sistemare le basi. Quasi tutte le apparecchiature montate su rack sono progettate per il flusso d'aria dalla parte anteriore a quella posteriore: l'aria fresca entra dalla parte anteriore e l'aria calda esce dalla parte posteriore. Tutto ciò che interrompe questo percorso (una porta di vetro che blocca l'aspirazione, un pannello posteriore contro il muro o spazi a U aperti che lasciano ricircolare l'aria calda) riduce l'efficacia del raffreddamento.
Flusso d'aria dalla parte anteriore a quella posteriore: l'aria fresca entra nella porta perforata; lo scarico dell'attrezzatura esce verso la parte posteriore.
Passaggi pratici che migliorano il flusso d'aria a livello di rack:
Il ricircolo è il motivo principale per cui le temperature di ingresso del rack superano la temperatura ambiente. In una stanza che indica 22°C sul termostato, un rack non gestito può aspirare aria a 28-30°C nei vani superiori. Una scarsa miscelazione del flusso d'aria può sprecare il 20-30% della capacità di raffreddamento disponibile, una cifra spesso citata nelle valutazioni dell'efficienza dei data center. Per uno sguardo più approfondito su come interagiscono il flusso d'aria e il design del cabinet, vedere in che modo la gestione del flusso d'aria negli armadi di rete previene il surriscaldamento delle apparecchiature IT .
Anche le ante degli armadi svolgono un ruolo diretto nel raffreddamento. Una solida porta anteriore con un ampio pannello di vetro non lascia quasi spazio all'ingresso dell'aria, quindi l'armadio diventa una zona morta. Le porte perforate o progettate specificatamente per la ventilazione sono la scelta migliore per i rack che trasportano switch e server attivi. Le porte ad alta ventilazione mantengono la sicurezza consentendo al tempo stesso all'aria fredda di raggiungere l'apparecchiatura:
Sportello anteriore ventilato per armadio server insonorizzato per carichi pesanti Questa porta ventilata fornisce il flusso d'aria mantenendo la sicurezza, rispondendo alle esigenze di raffreddamento di switch e server attivi. Supporta circa 1.000 kg, offre telai curvi opzionali e si adatta a rack standard da 19 pollici. Visualizza il prodotto → Per gli armadietti posizionati in punti caldi o che contengono apparecchiature ad alta densità, un'unità ventola per rack rappresenta un'aggiunta efficace ed economica. Un pannello ventola da 1U o 2U si monta direttamente nel rack e aspira l'aria calda dalla parte posteriore o spinge l'aria fredda nella parte anteriore. Le versioni più utili includono un interruttore termostato, quindi le ventole funzionano solo quando la temperatura interna supera un set point. Ciò consente di risparmiare energia e di ridurre il rumore rispetto al funzionamento continuo della ventola.
Unità ventola rack controllata da termostato per armadi server Un componente aggiuntivo di raffreddamento a basso costo per rack riscaldati, questo pannello ventola si monta in uno spazio 1U o 2U e funziona solo quando la temperatura interna supera un punto impostato, risparmiando energia e riducendo il rumore. Visualizza il prodotto → Gli armadi chiusi e gli armadi a parete possono necessitare di ausili di circolazione ancora più semplici. È possibile montare una ventola di raffreddamento dell'armadio sui pannelli laterali o superiori per migliorare il movimento dell'aria interna negli spazi in cui la convezione naturale è debole. È un'opzione pratica per gli armadi a parete in corridoi, negozi e piccoli uffici dove non è giustificato un sistema di raffreddamento di precisione completo.
Ventola di raffreddamento intelligente compatta per armadi di rete Questa ventola si monta sui pannelli laterali o superiori per migliorare la circolazione dell'aria dove la convezione naturale è debole. Regola la velocità in base alla temperatura del dispositivo, funziona in modo silenzioso e si adatta agli armadietti a parete. Visualizza il prodotto → Nei casi più impegnativi sono disponibili refrigeratori in fila, scambiatori di calore con porta posteriore e rack autonomi climatizzati. Questi diventano necessari quando un singolo rack raggiunge circa 10 kW o più e la stanza non può fornire aria condizionata sufficiente. Per la maggior parte delle sale server e degli armadi di rete, tuttavia, la combinazione di flussi d'aria puliti, porte ventilate e ventole controllate da termostato garantisce un raffreddamento affidabile dei rack a una frazione del costo. Ricordare che qualsiasi hardware di raffreddamento aggiuntivo è efficace solo se la stanza stessa è in grado di respingere il carico termico totale: il rack dipende dalla stanza e la stanza dipende dal sistema di condizionamento dell'aria.
La lettura più significativa per un server rack è la temperatura di ingresso dell'apparecchiatura, non la media della stanza. Posiziona un sensore di temperatura nella parte anteriore del rack, a metà altezza, e registralo per alcune settimane. Vedrai come cambia la temperatura con il carico di lavoro e i cicli di raffreddamento della stanza e potrai utilizzare tali dati per impostare le soglie delle ventole.
Il tasso di guasto relativo aumenta quando la temperatura di ingresso del rack supera l'intervallo consigliato.
Anche un piccolo aumento della temperatura in ingresso aggiunge stress ai componenti, motivo per cui mantenere i rack all'interno della fascia consigliata da ASHRAE è un piano di affidabilità pratico. Errori comuni da evitare:
Esiste anche un argomento energetico per posizionare i rack vicino al limite superiore dell'intervallo raccomandato. Ogni grado di sovraraffreddamento aumenta generalmente il consumo di energia di raffreddamento di circa il 2-4%, perché il sistema di climatizzazione lavora di più per mantenere lo spazio più freddo del necessario. Pratiche adeguate di ventilazione e dissipazione del calore completano le misure a livello di rack sopra descritte.
ASHRAE consiglia di mantenere l'aria in ingresso nel rack tra 18°C e 27°C. La maggior parte delle apparecchiature IT funziona in modo affidabile in questo intervallo; 22-25°C è un obiettivo pratico per bilanciare sicurezza e costi energetici.
Come regola generale, circa 160 CFM per kilowatt di carico termico con una differenza di temperatura di 11°C. Un rack da 4 kW necessita quindi di circa 640 CFM attraverso l'aspirazione anteriore.
Si tratta di un pannello ventola per montaggio su rack che sposta l'aria calda fuori dall'armadio o l'aria fredda al suo interno. Il controllo del termostato attiva le ventole solo quando viene superato un setpoint di temperatura, risparmiando energia e riducendo il rumore continuo della ventola.
Non è obbligatorio per un rack singolo, ma l'allineamento dei rack dalla parte anteriore a quella anteriore e da quella posteriore a quella posteriore impedisce il ricircolo dei gas di scarico caldi nelle prese d'aria. Il contenimento completo riduce notevolmente l'energia di raffreddamento nelle stanze più grandi.
I piccoli armadi possono farla franca con un mini-split o un'unità portatile, ma i condizionatori da finestra non dispongono di un controllo preciso dell'umidità e della temperatura e di solito non riescono a distribuire l'aria in modo uniforme sui frontali dei rack. Si consiglia un raffreddamento dedicato per carichi IT continui.
I pannelli di chiusura bloccano il ricircolo del flusso d'aria attraverso gli spazi a U vuoti. Senza di essi, l'aria fredda bypassa le prese delle apparecchiature e l'aria calda ritorna nel rack, quindi la temperatura aumenta anche quando la stanza è fresca.
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