RITTAL: Uspořte energii uzavřením uličky

Hovoří-li se o úsporách energie v datovém centru, ihned se vybaví vícejádrové procesory, SSD disky a tzv. Blade servery. To je sice správné, ale minimálně stejně efektivní, ne-li dokonce účinnější jsou jednoduché konstrukční změny v datovém sále v podobě uzavření mezirackové uličky. Správně umístěné stěny a stropní prvky dokážou omezit zatížení chlazení o více než 10%.

Tam, kde dříve stačily jednoduché serverové místnosti, musí nyní stát datové centrum. Neustále rostoucí poptávka po IT službách plní podnikové místnosti dalšími řadami serverových skříní. Samotné servery jsou stále výkonnější a soustřeďují do serverové skříně čím dál větší výpočetní výkon. Podle toho, zda se používají běžné servery, nebo Blade servery, může v současnosti serverový rozváděč generovat až 30kW odpadního tepla, které musí příslušné chladicí zařízení z datového centra odvést. Mnohá datová centra však nebyla od doby svého vzniku nijak upravována, a proto jsou konstrukčně zastaralá.



Problematika cirkulace vzduchu
V mnoha datových centrech, která vznikla v posledních několika letech, byla k aktivnímu chlazení využívána jen klimatizace. Problém však představuje míchání studeného a teplého vzduchu v mezirackových uličkách. Rozváděče totiž stojí v řadách naproti sobě, a vytvářejí tak paralelní uličky, studenou uličku na přední straně rozváděčů, kde je vzduch nasáván, a teplou uličku na výfukové skříněmi, tento postup se nazývá řadové chlazení. Zda je lepší použít oběhové, nebo řadové chlazení, závisí na konstrukčních podmínkách a také na tepelném zatížení serverového rozváděče. Oběhové chlazení zpravidla nedokáže odvádět více než 6kW odpadního tepla na skříň. Při větších hustotách výkonu je tedy nutné použít řadové chlazení stropu, odkud je potrubím nasáván zpět do chladicího systému, čímž se uzavře cirkulační cyklus. Mezi stropem a skříní existuje meziprostor. v němž se teplý vzduch vyfukovaný ze zadní strany rozváděčů může dostat dopředu k sacím otvorům serverů. Studený a teplý vzduch se tak smíchá. Na základě této zpětné vazby nutně klesá účinnost celého chladicího systému.


Uzavřená ulička brání vstupu horkého vzduchu
Při plánování datových center nebyla tato recirkulace často vůbec zohledňována. Jednoduché konstrukční úpravy přitom umožňují dosáhnout právě v chlazení výrazně lepší účinnosti. Výhody uzavřené uličky objevuje čím dál, tím více podniků. Pomocí konstrukčních opatření se od sebe zcela oddělí studený a teplý vzduch. Protože se proudy vzduchu nemohou promíchávat, roste účinnost chladicího systému s kladnými důsledky na spotřebu energie a rezervy výkonu chladicí techniky.

Při zakrytí uličky se od sebe oddělí strana sání a strana vyfukování vzduchu z rozváděče. U stropu se většinou používají transparentní deskové materiály, protože nad zakrytím visí svítidla k osvětlení místnosti. Bočnice mohou být z plechu nebo plastu, s příslušnými systémy dveří pro přístup k řadám skříní. Téměř vždy jsou integrovány velké skleněné plochy, které usnadňují kontrolu a přehled o serverech.
Důležitou roli hraje také požární bezpečnost, obvykle jsou dodrženy alespoň požadavky podle DIN 4101 /B 1 (nehořlavost). Trysky hasicího zařízení jsou uvnitř uzavřené uličky, takže když plyn při požáru proudí dovnitř, může vznikat přetlak, který však redukují příslušné odlehčovací klapky ve stropní části uzavřené uličky.

Funkční a elegantní
Ve starších datových centrech nebývají rozváděčové řady homogenní, takže je nutné vyrovnat rozdílné výšky a hloubky rozváděčů. Nejsnadněji lze uzavřenou uličku naplánovat u relativně nových datových center, v nichž všechny rozváděče pocházejí od stejného výrobce. Jaké řešení uzavření uličky bude použito, závisí na více faktorech. Mnozí zákazníci hledají především rychlé a levné řešení, např. v podobě průhledných plastových závěsů. Naproti tomu poskytovatelé hostingových služeb, kteří umožňují zákazníkům prohlídku svých zařízení, více dbají na vzhled. Ti chtějí, aby jejich datová centra byla nejen funkční, ale rovněž atraktivní.


Oddělení studeného a teplého vzduchu
O uzavřené uličce se hovoří tehdy, když lze fyzickým oddělením vytvořit studenou uličku (na straně sání) nebo teplou uličku (na straně výfuku vzduchu). Zpravidla je využívána pouze varianta uzavřené studené uličky, protože výrobci serverů specifikují teplotu přiváděného vzduchu a v případě studené uličky lze tuto hodnotu lépe kontrolovat. Ve výjimečných případech může být však užitečná také uzavřená teplá ulička. O tu jde např. tehdy, jestliže ve velkém datovém centru, které je chlazeno pouze cirkulací vzduchu dvojitou podlahou, některé serverové rozváděče generují extrémně velké tepelné zatížení. Toto velmi horké odpadní teplo se nesmí dostat do oběhového systému, čehož lze velmi efektivně a rychle dosáhnout uzavřením teplé uličky. Bez ohledu na použitou metodu znamená uzavřená ulička v konečném výsledku kompletní oddělení teplého a studeného vzduchu, a tím co nejlepší regulaci provozní teploty serverů.

Důležitá je tzv. ideální teplota serverů, která se liší v závislosti na výrobci a prostředí. Standardizační organizace American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) doporučuje teplotu od 18 do 27°C, v praxi je teplota nastavována na 20 až 25°C. Aby bylo u sacích otvorů serverů dosaženo teploty 18°C, musí být produkován vzduch se vstupní teplotou zhruba 15°C. Uvedená vstupní teplota je rozhodující pro účinnost chladicího okruhu. Čím vyšší vstupní teplota bude zvolena, tím menší je vynaložený chladicí výkon, a tudíž i spotřeba energie chladicích jednotek.

Bez použití principů uzavřené uličky lze správnou teplotu serverů regulovat pouze pro dílčí úseky serverových skříní. Přímo u výstupu proudu vzduchu z chladicího potrubí ještě převládá požadovaná teplota, nicméně čím větší je vzdálenost serverů od tohoto místa, tím více roste teplota tohoto vzduchu vlivem recirkulace. Vznikají tak ložiska tepla, kam chladný vzduch nedosáhne, a tím i velké odchylky v celé uličce se serverovými skříněmi. Pouze uzavřená ulička zaručuje uživateli správnou teplotu serverů na větší ploše.



Důvěryhodný partner
Výhody relativní jednoduchosti a dosažení významné energetické účinnosti vyvolávají velký zájem o princip uzavřené uličky. Datové centrum je velmi důležitým místem v podniku, a proto zákazníci kladou na dodavatele velké požadavky ohledně jeho výkonnosti a spolehlivosti. Navíc pouhé uzavření uličky nestačí, neboť v souladu s novým uspořádáním prostoru je také nutné upravit dosavadní chladicí systém. Je tedy velmi důležité využívat služby dodavatele systému, který má hluboké znalosti o rozváděčích, chlazení, o systému nepřerušeného napájení UPS a může dodat monitorovací a měřicí systémy, jako např. jednotky PDU, včetně softwaru.



Společnost Rittal přináší svým zákazníkům stále něco nového. Promyšlená koncepce Rittal - The System poskytuje řešení v oboru rozváděčů, rozvodů proudu, chlazení a infrastruktury IT. včetně softwaru a služeb, ve všech oborech průmyslu. Celosvětovou dostupnost nabízených produktů a řešení zajišťuje více než 10000 zaměstnanců, jedenáct výrobních závodů a 64 dceřiných společností.