Технология прецизионного воздушного потока с автоматической компенсацией переменного объема: решение проблем регулирования температуры в центрах обработки данных, полная совместимость с проектами модернизации и нового строительства

2025-10-15

Современные телекоммуникационные помещения и центры обработки данных по всему миру сталкиваются с двумя проблемами: устаревшие объекты, ограниченные традиционными методами распределения воздуха, часто демонстрируют «эффект теплового острова» и явление «передачи тепла», когда высокое энергопотребление систем кондиционирования воздуха с трудом справляется с локальными горячими точками. Между тем, новые проекты требуют дальновидного проектирования систем терморегулирования, чтобы предотвратить будущие проблемы с охлаждением при расширении мощности оборудования.Внедрение технологии прецизионного воздушного потока с переменным объемом и автоматической компенсацией обеспечивает интегрированное решение по управлению тепловым режимом для обоих сценариев. В частности, интегрированная конструкция «шкаф + дверная система воздушного потока» позволяет дифференцировать охлаждение для каждого шкафа, что переопределяет эффективность терморегулирования в центрах обработки данных.

Модернизация стареющих серверных помещений: недорогие реконструкции для решения проблем с охлаждением

Для телекоммуникационных помещений и центров обработки данных, которые эксплуатируются в течение многих лет, традиционный подход «прямой воздушный поток» и «охлаждение помещения перед охлаждением оборудования» становится все более неадекватным для удовлетворения требований по управлению тепловым режимом серверов высокой плотности. Горячий воздух, выбрасываемый из шкафов переднего ряда, втягивается устройствами заднего ряда, создавая эффект «теплового реле». Это приводит к значительным колебаниям температуры в локальных зонах шкафов. Для поддержания охлаждения необходимо снизить заданное значение кондиционирования воздуха, что приводит к потере холодопроизводительности и сокращению срока службы оборудования.

Технология автоматической компенсации прецизионной подачи воздуха с переменным объемом не требует значительного демонтажа или модификации существующих серверных помещений. Ее основной компонент, воздухораспределитель, установленный на дверце шкафа, напрямую соединяется с исходным воздухозаборником шкафа, подавая холодный воздух точно внутрь шкафа и выводя горячий воздух непосредственно через выпускное отверстие шкафа. Это позволяет полностью разделить горячий и холодный воздух.Одновременно модуль мониторинга системы, состоящий из датчиков температуры и микроконтроллера серии ATMEGA, фиксирует колебания температуры в реальном времени внутри каждого шкафа. Благодаря первичной и вторичной компенсации с помощью вентиляторов с переменной скоростью он автоматически регулирует воздушный поток: когда температура в шкафу превышает заданные значения, скорость вентиляторов увеличивается, чтобы увеличить подачу холодного воздуха; когда температура падает, скорость уменьшается, чтобы предотвратить избыточную охлаждающую способность.

Пример реконструкции старого помещения для телекоммуникационного оборудования показывает, что после внедрения этой технологии колебания температуры в локальных шкафах с высокой температурой были ограничены в пределах ±1 °C. Заданое значение температуры кондиционера можно было повысить на 2–3 °C, что позволило сократить время работы системы охлаждения на 30 % и снизить годовое потребление электроэнергии примерно на 25 %. Одновременно с этим было полностью устранено явление «теплового реле» в задних шкафах, а частота отказов оборудования снизилась на 18 %.

Расширение возможностей новых центров обработки данных: интегрированный дизайн, готовый к расширению в будущем

В новых серверных комнатах и центрах обработки данных технология автоматической компенсации переменного объема обеспечивает точную подачу воздуха благодаря интегрированной конструкции, установленной на передней панели, которая сочетает в себе шкафы и системы подачи воздуха, установленные на дверях, что устраняет риски, связанные с контролем температуры у источника.Система объединяет два модуля: верхнюю подачу воздуха (кондиционер – пленумный короб – интеллектуальный клапан регулирования объема воздуха) и нижнюю подачу воздуха (подпольные воздуховоды – вентилятор с переменным объемом). Это позволяет гибко настраивать конфигурацию в соответствии с планировкой центра обработки данных, при этом все шкафы получают охлажденный воздух через независимые диффузоры, установленные на дверях шкафов. Параметры регулирования температуры для каждого шкафа остаются независимыми.

Например, учитывая различия в требованиях к отводу тепла между компьютерными шкафами высокой плотности и стандартными шкафами для хранения, система может направлять увеличенный поток воздуха к первым через микрокомпьютерную плату управления, сохраняя при этом базовое охлаждение для вторых. Это позволяет добиться «дифференцированного охлаждения по требованию», предотвращая потерю энергии, вызванную равномерным распределением воздуха. Одновременно данные о температуре всех шкафов передаются в режиме реального времени на платформу мониторинга в диспетчерской центров обработки данных, что позволяет операционному персоналу осуществлять удаленный мониторинг и регулировку, сокращая затраты на техническое обслуживание на месте.

Что еще более важно, интегрированная конструкция учитывает будущие требования к расширению оборудования — для добавления новых шкафов необходимо лишь подключить их к существующим воздуховодам и системам мониторинга, что исключает необходимость в установке обширных воздуховодов или дополнительных кондиционеров, тем самым существенно сокращая последующие затраты на модификацию.В настоящее время это решение было внедрено в нескольких недавно построенных центрах обработки данных. По завершении работ эффективность охлаждения шкафов увеличилась на 40%, а общий коэффициент энергоэффективности (PUE) центра обработки данных был снижен до уровня ниже 1,2, что соответствует стандартам экологически чистых центров обработки данных.

Технологичный подход: повышение точности и снижение энергопотребления систем контроля температуры в центрах обработки данных

Будь то модернизация стареющих серверных комнат или реализация передовых проектов, основное преимущество технологии автоматической компенсации переменного объема и точной подачи воздуха заключается в отходе от традиционного грубого регулирования температуры. Ориентированная на точное охлаждение на уровне шкафа, она максимально использует источники охлаждения за счет автоматической компенсации и дифференцированного регулирования.По мере ускорения глобальной цифровой трансформации и продолжения роста плотности серверов эта технология не только обеспечивает экономичные решения по регулированию температуры для телекоммуникационных помещений и центров обработки данных, но и способствует переходу отрасли к низкоуглеродному, устойчивому развитию. Она обеспечивает стабильную работу центров обработки данных в эпоху вычислительной мощности.