Kako ohladiti majhno strežniško sobo?
Če nimate namensko zgrajene strežniške sobe ali podatkovnega centra, je lahko težko nadzorovati sobno temperaturo in vlažnost. V tem letnem času nas pogosto prosijo za pomoč pri hlajenju majhnih strežniških sob ali računalniških sob, katerih temperature se bodo po pričakovanjih dvignile v poletnem obdobju in še bolj med tistimi občasnimi “vročinskimi valovi”, ki jih imamo v Sloveniji. Zakaj sta torej hlajenje strežniške sobe in nadzor temperature tako pomembna?
Velikost strežniške sobe in zadrževanje toplote
Vse elektronske naprave bodo proizvajale toploto. Večja kot je procesorska moč mikroprocesorja ali centralne procesne enote (CPE) in prevzeta delovna obremenitev (uporaba strežnika), večja je količina proizvedene toplote.
Proizvajalci računalnikov in strežnikov v zasnovo strojne opreme vgradijo hladilne naprave. Zračno hlajeni strežnik bo imel hladilnik in ventilatorje s spremenljivo hitrostjo. Zrak se običajno vsesava skozi sprednji del ohišja računalnika ali strežnika, gre čez procesorje in hladilnik ter izstopa skozi zadnji del. Ta pretok izpušnega zraka vodi do Delta-T ali temperaturne razlike, kot se imenuje tudi v industriji HVAC, ki je lahko do 15⁰ višja na zadnji strani strežnika v primerjavi z dovodom zraka.
V podatkovnem centru se lahko namesti sistem za zadrževanje toplote v obliki zadrževalnika s toplimi in hladnimi prehodi. To preprečuje mešanje hladnega zraka iz hladilnega sistema z vročim izpušnim zrakom iz zadnje strani nameščenih strežniških omaric. Zadrževanje izboljša hlajenje in energetsko učinkovitost.
V majhni računalniški ali strežniški sobi (2 × 2 m ali 3 × 2 m) s samo enim ali dvema strežniškima omarama zadrževanje ni izvedljiva rešitev. Obstajajo omejitve glede velikosti sobe in proračuna. Vendar ostaja težava, kako “speljati” vroč zrak stran od strežniškega stojala in ohladiti celotno sobno okolje.
Prenosne klimatske naprave
Prenosne AC enote je treba obravnavati le kot začasno rešitev problema, kako ohladiti računalniško ali strežniško sobo. Prenosne klimatske naprave so enostavne za namestitev in lahko dopolnijo obstoječo ureditev hlajenja, na primer med vzdrževanjem ali servisiranjem obstoječe klimatske naprave ali za kritje kratkotrajnega dviga sobne temperature.
Tri glavne slabosti uporabe prenosnih izmeničnih enot vključujejo:
Kondenzatorski pladnji: ko klimatske naprave hladijo, odstranjujejo vlago iz zraka in v prenosni AC enoti se ta zbira v pladnju, ki ga je treba izprazniti. V skrajnih okoliščinah je to lahko vsak dan. Če pladenj kondenzatorja ni izpraznjen, lahko klimatska naprava preneha delovati.
Izpušne cevi: prenosne enote morajo biti priključene na izpušno cev za prenos toplote, odvedene iz računalniške ali strežniške sobe, v zunanje prostore zgradbe. Tipična izpušna cev je lahko dolga le 3-5 m.
Slaba energetska učinkovitost: izpušna cev mora biti varno povezana z zračnikom ali oknom z ustreznim tesnilom, da se prepreči uhajanje toplega zraka nazaj v ohlajen prostor. Prenosne klimatske enote zaradi težav s tesnjenjem in njihove celotne zasnove običajno stanejo več kot obratovanje s fiksnimi klimatskimi napravami.
Prenosno klimatsko napravo je treba obravnavati le kot začasno rešitev. Proizvajalčeve garancije običajno odražajo “začasno” naravo večine prenosnih AC enot. 12-24h je norma v primerjavi s 5-7 leti za enakovreden klimatski sistem enake velikosti, ki ga je namestil in vzdrževal pooblaščeni inženir proizvajalca.
Klimatizirani strežniški regali
Alternativa prenosni klimatski enoti je lahko klimatizirano strežniško stojalo. To je strežniška omara z navojno ali vgradno klimatsko napravo. Medtem ko bo to ohladilo strežnike in naprave za shranjevanje, vgrajene v omaro, mora biti toplota še vedno odvedena skozi nekakšno obliko cevi ali cevi na zunanjo stran zgradbe in zunanji kondenzator. Klimatizirani strežniški regali so lahko izvedljiva rešitev v bolj ekstremnih okoljih ali kjer ni mogoče namestiti fiksnega klimatskega sistema.
Sistemi za hlajenje strežniških sob s fiksno namestitvijo
Optimalna rešitev za hlajenje majhne računalniške ali strežniške sobe je stenska klimatska naprava. Ta bo preko cevi povezan z zunanjo kondenzatorsko enoto. Zbirna enota bo nameščena v prostoru skupaj s stensko ali ročno (Wi-Fi) daljinsko upravljalno ploščo, ki jo je mogoče uporabiti za nastavitev zahtevane temperature okolja.
AC enota ima lahko vgrajen vmesnik za poročanje o alarmnih pogojih z uporabo breznapetostnih kontaktov (VFC) ali SNMP (preprost protokol za upravljanje omrežja) prek lokalnega omrežja IP.
Montaža na steno je idealna rešitev za majhno računalniško ali strežniško sobo in najbolje deluje, če je klimatska naprava nameščena nad zadnjo stranjo strežniških omaric. Hladen zrak nato teče čez vrh stojal(-ov) in pade na sprednji del strežnika za vnos v enote. Topel zrak je iztisnjen skozi zadnji del stojala(-ov) in se vleče v vstopno območje klimatske naprave za hlajenje preko kondenzatorskega kroga.
V večjih strežniških sobah in podatkovnih centrih z dvignjenimi dostopnimi tlemi je mogoče namestiti hladilne in vrstne enote DX, ki zagotavljajo hlajenje, ki ga potrebuje večje število strežniških omaric. Tako kot pri zadrževanju je tudi to dražja rešitev, ki se ji je mogoče izogniti s primerno velikim stenskim klimatskim sistemom.
Za dodatno odpornost je mogoče namestiti dve (ali več) stenskih klimatskih naprav v razporeditvi N+1, N+X. Klimatske naprave so dimenzionirane tako, da lahko druga prenese hladilno obremenitev, če ena odpove. Med običajnim delovanjem bodo AC enote krožile, pri čemer bo ena v načinu mirovanja, druga pa bo hladila obremenitev. Ta praksa izboljša energetsko učinkovitost.
Nadzor sobne temperature strežnika
Krmilna enota za klimatsko napravo nastavi temperaturo okolice, ki jo mora enota doseči. Kako močno mora delovati klimatska naprava in porabljena energija bosta odvisna od več dejavnikov, ki jih bomo ocenili v okviru raziskave lokacije za hlajenje strežniške sobe.
Oblikovanje in postavitev strežniške sobe
Majhna računalniška ali strežniška soba se je morda prvotno začela kot prostor za shranjevanje ali pa je bila ustvarjena s particioniranjem v pisarniškem prostoru.
Z vidika pretoka zraka in hlajenja je ena od prvih stvari, ki jih je treba pregledati med raziskavo, tesnjenje prostora. Če obstajajo vrata v sobo in iz nje, ali so zaprta z nadzorovanim dostopom prek ključavnice, tipkovnice ali nadzora dostopa?
Ali obstajajo okna? Okna predstavljajo varnostno skrb in jih je mogoče odpreti tudi v prepričanju, da lahko pomagajo pri pretoku zraka. Vsako okno, še posebej obrnjeno proti jugu, lahko povzroči težave s sončno svetlobo, ki segreva zrak v prostoru. Okna morajo biti na zunanji strani prevlečena z odsevnimi materiali, najbolje pa je, da so znotraj zavarovana s palicami ali opeko, malto in mavčnimi ploščami.
Vrata je treba tudi pregledati, da se prepričate ali se pravilno prilegajo okvirjem in nimajo zračnikov. Ali so v sobi še kakšni drugi zračniki? Če je tako, bodo morda potrebne nadaljnje preiskave in tesnjenje.
Tesnjenje je lahko tudi težava, če je spuščen strop ali dvignjena tla za dostop. Slednje je manj verjetno v majhni računalniški ali strežniški sobi, vendar je treba vse neporavnane ploščice ali zlomljene ploščice pravilno postaviti ali zamenjati.
Majhne računalniške in strežniške sobe se lahko uporabljajo za shranjevanje embalaže in drugega materiala. Te je treba odstraniti iz območja, saj predstavljajo potencialno nevarnost požara. Zlato pravilo bi moralo biti, da če ni potreben kot del IT omrežja, potem ne sme biti v računalniški ali strežniški sobi.
Čeprav za namene požara in zavarovanja morda ni treba izvajati testiranja integritete prostora (RIT), bo pravilno zaprt prostor pomagal izboljšati splošno hlajenje in pretok zraka.
Obravnavati je treba vprašanja glede gradnje in postavitve in po potrebi razmisliti o projektu prenove strežniške sobe.
Slepe plošče postavitve strežniških omaric
Strežniško stojalo ali omara je idealen način za navpično zlaganje IT strežnikov, SAN-jev za shranjevanje in omrežnih naprav. Sisteme za zaščito električne energije je mogoče namestiti tudi v omaro, vključno z UPS-i za montažo v omaro, obvodnimi stikali UPS za vzdrževanje, stikali za samodejni prenos in PDU-ji.
Pomembna je fizična populacija strežniškega stojala. Toplota se dvigne, zato morajo biti občutljivejše elektronske in električne naprave blizu dna stojala. To vključuje težje komponente, kot so napajalniki za neprekinjeno napajanje in njihovi baterijski paketi, ki bi lahko predstavljali težavo pri “prevrnitvi”, če bi bili postavljeni višje v omaro in razširjeni na nizu tirnic ali police. Baterije UPS so lahko tudi zaprte svinčeno kislinske (SLA), ki so občutljive na temperaturo in potrebujejo 20–25⁰C okolja, da preprečijo poslabšanje delovanja.
Če so v stojalu prazna sprednja območja, jih je treba zapolniti s slepimi ploščami. Prav tako morajo biti varno nameščene stranske plošče, prav tako sprednja in zadnja vrata strežniške omarice. Ta praksa pripomore k učinkovitosti pretoka zraka pri hlajenju (spredaj nazaj) in lahko pomaga preprečiti vroče točke v omari.
Klimatska naprava v strežniški sobi
Če je klimatska naprava že nameščena, kako je razporejena IT oprema v prostoru? Idealno bi bilo uporabiti strežniško omaro za navpično namestitev vseh IT naprav. Ne samo, da to pomaga organizirati in pospraviti prostor, ampak tudi zagotavlja bolj kanaliziran pretok zraka v in iz strežniškega stojala v klimatsko napravo.
Za najboljšo prakso je stenska klimatska naprava. Če obstaja stropna AC enota, ta ne sme biti neposredno nad strežniškimi omaricami, da preprečite, da bi kapljice vlage padle v omaro(a), če pride do okvare ali težave z AC enoto. Napačno nameščene talne klimatske enote so lahko nameščene nepravilno, kar povzroči vroče točke v prostoru.
Energetska učinkovitost
Bolj ko je elektronska ali električna naprava energijsko učinkovita, manj energije se izgubi kot toplota. Skoraj vsi proizvajalci opreme za IT in splošna okolja dobavljajo energetsko učinkovite naprave.
Strežniki IT in sistemi UPS so običajno postavljeni visoko v programu za izboljšanje energetske učinkovitosti, vendar je treba upoštevati tudi razsvetljavo in klimatsko napravo. LED osvetlitev lahko zmanjša porabo energije v strežniški sobi do 30-40 % v primerjavi s standardno pisarniško ali neonsko osvetlitvijo.
Vsako izboljšanje energetske učinkovitosti bo zmanjšalo toplotno obremenitev klimatskega sistema.
Spremljanje sobne temperature strežnika
Klimatska naprava je kibernetski sistem. Je zaprt sistem, ki vključuje samokontrolo v smislu termostatske regulacije temperature. Toda kaj se zgodi, če je klimatska naprava nepravilno nastavljena ali ne deluje pravilno?
Namestitev ustrezne rešitve za spremljanje okolja v računalniški ali strežniški sobi zagotavlja takojšnje obvestilo, ko temperatura in drugi spremljani okoljski dejavniki presežejo vnaprej nastavljene pogoje.
Tipičen sistem za spremljanje računalniške ali strežniške sobe bo imel temperaturni senzor in bo lahko zagotovil alarmna opozorila prek e-pošte in besedilnih sporočil SMS. Lokalna programska oprema v lokalnem omrežju bo zagotovila hiter dostop do dnevnikov zgodovinskih podatkov in nadzorne plošče trenutnega stanja. Te informacije so lahko na voljo tudi prek interneta prek varnega pogleda brskalnika HTTPS.
Na voljo so dodatni senzorji za razpoložljivost električne energije, vlažnost, puščanje vode, dim, ogenj, gibanje, varnost vrat in stojala. Enota za spremljanje okolja je lahko tudi sposobna zaznati signalne kontaktne alarme lokalnega klimatskega sistema in jih prijaviti.
Z vzpostavljenim 24-urnim alarmnim sistemom obveščanja se je lažje odzvati na daljavo na dogodek v majhni računalniški ali strežniški sobi. Incidente, povezane s temperaturo, je na primer mogoče takoj raziskati, da se zagotovi stalna razpoložljivost omrežja in sistema IT. Senzorje je mogoče namestiti tudi v območja vročih točk v sobi ali strežniških stojalih in izdelati toplotne karte omare.
Zaključek
Izpadi podatkovnih centrov se običajno znajdejo na naslovnicah, ko pride do večjega incidenta in izgube storitve, pa naj gre za letalsko družbo, banko ali platformo družbenih medijev. O incidentih v majhnih računalniških in strežniških sobah se manj poroča iz očitnih razlogov, vendar je njihov vpliv na njihove organizacije zanje lahko prav tako pomemben. Večina izpadov (36 %) je posledica incidentov, povezanih z napajanjem in ti lahko pomembneje vplivajo na manjši računalnik ali sobo za strežnike, katere klimatski sistemi morda niso podprti z lokalnim generatorjem v pripravljenosti.
Relativno enostavno je nadzorovati in spremljati temperature v majhni računalniški ali strežniški sobi. Načela so podobna tistim, ki se uporabljajo v večjih podatkovnih centrih, in imajo podobne lastnosti ter ravni prefinjenosti, vendar brez visokih cen. Klimatske naprave za majhno računalniško ali strežniško sobo, ki meri 2 × 2 ali 2 × 3 m, je mogoče namestiti za manj kot 2000 EUR, tipičen nadzorni sistem pa bo stal manj kot 200 EUR.
Manjša kot je računalniška ali strežniška soba, večja je potreba po hlajenju in spremljanju temperature. V zaprtem prostoru se lahko temperature hitro (v nekaj minutah) dvignejo do ravni, ki lahko predstavljajo nevarnost požara za prostor in samo zgradbo.
Ob upoštevanju vseh teh informacij je pomembno, da svojo strežniško sobo pravilno ohladite in vzpostavite nadzor temperature. Pri IT e-profi vam lahko pomagamo z pravilno izbiro hlajenja in z vam z našimi partnerji zagotovimo ugodne cene izvedbe.
Stopite v stik z nami še danes, da ohladite strežniško sobo in s tem zagotovite nemoteno delovanje vašega sistema.
