Вентиляция серверной и дата-центра: охлаждение, резервирование, контроль

Требования к климату серверной

Современная рекомендация ASHRAE: поддерживать 24–27 °C на входе в серверы. Каждый градус выше 20 °C экономит 2–4% электроэнергии на охлаждение.

Расчёт: от теплоизбытков

Серверное оборудование превращает 100% потреблённой электроэнергии в тепло. Расчёт охлаждения прост:

Q_охл = P_{серверы} × 1,0

Если серверы потребляют 50 кВт — нужно отвести 50 кВт тепла. Плюс 10–15% на тепловыделения от освещения, ИБП, кабелей.

Пример: серверная 30 м², 20 кВт тепловая нагрузка

• Требуемая холодопроизводительность: 20 × 1,15 = 23 кВт.
• Воздушный способ: L = Q / (ρ × c × Δt) = 23 000 / (1,2 × 1,005 × 10) ≈ 1 900 м³/ч (при перепаде 10 °C).

Способы охлаждения

1. Прецизионный кондиционер

Специализированный кондиционер для серверных: точное поддержание температуры (±0,5 °C), работа 24/7/365, высокая доля явного холода (90–95% — без осушения). Стоимость: от 300 000 ₽ за 10 кВт.

2. Фрикулинг (free cooling)

Зимой и в межсезонье наружный воздух холоднее +18 °C бо́льшую часть года (в Москве — 7–8 месяцев). Вместо компрессорного охлаждения можно подавать прохладный наружный воздух напрямую или через теплообменник.

Виды фрикулинга:

• Прямой — наружный воздух подаётся прямо в серверную. Просто, но пыль, влажность и загрязнения попадают к серверам. Требует качественной фильтрации.
• Непрямой — теплообменник (воздух-воздух или воздух-жидкость) отводит тепло наружу без контакта серверного воздуха с уличным. Безопаснее, но дороже.

Фрикулинг снижает затраты на охлаждение на 40–70% в средней полосе России.

3. ПВУ с рекуперацией + ККБ

Приточно-вытяжная установка с рекуператором: зимой — фрикулинг через рекуператор (тепло серверной нагревает приточный воздух, который подаётся в другие помещения — бесплатное отопление). Летом — ККБ доохлаждает приток.

Организация воздушных потоков

Горячий/холодный коридор

Серверные стойки размещаются рядами. Холодный воздух подаётся в «холодные коридоры» (перед серверами), горячий выбрасывается в «горячие коридоры» (за серверами). Разделение потоков предотвращает смешивание и повышает эффективность охлаждения на 20–30%.

Фальшпол

Классическое решение: холодный воздух подаётся под фальшпол и поднимается через перфорированные плитки перед стойками. Горячий воздух поднимается вверх и удаляется через потолочные вытяжки.

Резервирование

Для серверных критично — остановка охлаждения ведёт к перегреву за 5–15 минут:

• N+1 — один резервный кондиционер на каждые N рабочих. Минимум для любой серверной.
• 2N — полное дублирование. Для критически важных объектов (банки, ЦОД Tier III–IV).
• Автоматическое переключение — при отказе основного оборудования резервное включается автоматически за секунды.

Мониторинг

Датчики температуры и влажности в каждой стойке (вход и выход). Автоматика Alasca GTC — мониторинг через RS485 или Wi-Fi, push-уведомления при превышении порогов, история графиков.