В статье представлено решение для охлаждения серверных стоек в машинных залах ЦОД – межрядные кондиционеры серии DV. Рассмотрены особенности архитектуры In-Row и применяемые технологии, а также возможности интеллектуального управления системой охлаждения.
Рост энергетической плотности серверных стоек – постоянная проблема для инженеров. Если еще несколько лет назад границей считались 8–12 кВт, то теперь нагрузки в 15–20 кВт на стойку встречаются все чаще, а специализированные вычислительные комплексы стабильно выходят на уровень 30–50 кВт. При таких значениях традиционные подходы к кондиционированию становятся малоэффективными – возрастает риск образования горячих зон, а энергия тратится на перекачку избыточных объемов воздуха.
Поэтому на первый план выходят решения прецизионного межрядного (In-Row) охлаждения, максимально приближенного к источнику тепловыделения. В качестве примера такого решения рассмотрим серию российских межрядных кондиционеров DV от компании «КОЛМЭН». Применяемые конструктивные решения, технологии и набор функций позволяют создавать на базе этой линейки климатические контуры для ЦОД различных масштабов – от компактных серверных до крупных вычислительных модулей с высокой ИТ-нагрузкой.
Архитектура In-Row
Кондиционеры серии DV (рис. 1) устанавливаются непосредственно между серверными шкафами, формируя единый микроклимат в зоне стоек и исключая смешивание горячего и холодного воздуха. Такое расположение сокращает путь воздушного потока, снижает сопротивление канала и позволяет направлять холодный воздух строго в зону требуемого охлаждения. Это дает два ключевых эффекта: уменьшаются энергетические потери на циркуляцию воздуха и повышается эффективность теплообмена за счет высокой локализации охлаждения.
Рис. 1. Внешний вид кондиционеров серии DV
Серия DV разрабатывалась именно как решение для высокоплотных зон: конструкция кондиционеров оптимизирована для работы как в открытых залах, так и в условиях организованной архитектуры горячего и холодного коридоров, включая коридоры с полной изоляцией.
Охлаждение
Межрядные кондиционеры DV имеют несколько вариантов исполнения, что позволяет адаптировать систему под требования конкретного ЦОД. Это могут быть кондиционеры:
- с воздушным охлаждением;
- водяные (чиллер-фанкойл);
- комбинированные решения на тепловых трубках (термосифон). Данный вариант интересен с точки зрения энергоэффективности: термосифонная схема позволяет активно использовать естественный холод наружного воздуха, снижая энергопотребление зимой на 10–40 %. Эта возможность особенно востребована в климатических регионах России с выраженными сезонными перепадами температуры.
Инверторные технологии
Оборудование оснащено инверторным компрессором постоянного тока и вентиляторами с электронным управлением (EC-вентиляторами), плавно регулирующими воздушный поток. В дополнение применяется электронный расширительный клапан, значительно увеличивающий диапазон корректного регулирования мощности. Такие технологии дают следующие возможности:
- охлаждение «по требованию», без скачков и провалов;
- устойчивая работа при частичной нагрузке серверных стоек;
- снижение энергопотребления до 20–30 % за счет точной регулировки работы. Для современных ЦОД это критично: чем выше температура возвратного воздуха, тем эффективнее работает холодильный контур. Точная регулировка снижает эксплуатационные расходы.
Конструктивные особенности
При разработке межрядных кондиционеров серии DV уделялось внимание механической прочности и способности выдерживать непрерывную эксплуатацию в машинных залах ЦОД. Кондиционеры поддерживают «горячую замену» вентиляторов, что облегчает обслуживание.
Система может комплектоваться низкотемпературными наборами, которые позволяют обеспечивать устойчивый запуск и работу наружных блоков при отрицательных температурах воздуха. Поддерживаются как плоские наружные блоки, так и компактные централизованные модульные решения с экономией площади до 60 % (рис. 2).
Рис. 2. Централизованный наружный блок с компактной V-образной конструкцией теплообменника
Мощность охлаждения
Мощность охлаждения (холодопроизводительность) кондиционеров серии DV охватывает диапазон от 25 до 60 кВт, производительность по воздуху – от 5000 до 12 500 м³/ч. Это позволяет применять оборудование как для классических стоек 10–15 кВт, так и в серверных залах с высокой плотностью тепловыделения. Варианты с охлажденной водой и термосифоном делают систему еще более гибкой и позволяют подбирать конфигурации для ЦОД со сложными режимами тепловой нагрузки.
Автоматизация
С точки зрения автоматизации межрядные кондиционеры серии DV имеют функциональность промышленного уровня. Контроллер с 7‑дюймовым сенсорным дисплеем отображает параметры в режиме реального времени, позволяет просматривать графики температуры и влажности, а также журнал аварийных событий (рис. 3). Реализован многоуровневый доступ по паролям. Для мониторинга поддерживаются протоколы Modbus RTU/TCP, SNMP, TCP/IP, опционально – Ethernet.
Рис. 3. Отображение параметров на дисплее контроллера
Система может работать в составе группы до 32 устройств в разных режимах, включая режимы ротации, резервирования и гибкого распределения нагрузки между кондиционерами. Это позволяет строить отказоустойчивые климатические контуры уровня Tier III–IV без применения сторонних управляющих модулей.
Сценарии применения
Межрядные кондиционеры серии DV могут применяться:
- в модульных и контейнерных ЦОД;
- в серверных помещениях с высокой плотностью нагрузки;
- на объектах с ограниченной высотой фальшпола;
- в локальных зонах для устранения «горячих точек»;
- при модернизации действующих ЦОД без кардинальной перестройки инженерной инфраструктуры.
Благодаря модульности кондиционеры DV подходят для проектов, где требуется масштабирование – поэтапное наращивание вычислительных мощностей.
Заключение
Серия DV от «КОЛМЭН» – это решение для охлаждения высокоплотных ЦОД. При росте требований к энергоэффективности, отказоустойчивости и адаптивности климатических систем такие межрядные кондиционеры можно применять как в новых проектах, так и при модернизации существующей инфраструктуры.
Опубликовано в журнале «ИСУП» № 6(120)_2025