Научная статья на тему 'Энергоэффективные решения кондиционирования серверных помещений'

Энергоэффективные решения кондиционирования серверных помещений Текст научной статьи по специальности «Автоматика. Вычислительная техника»

CC BY
19
3
Поделиться
Ключевые слова
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА / AIR CONDITIONING SYSTEMS / ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА / REFRIGERATING MACHINE / СВОБОДНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ / FREE COOLING / ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ / DATA CENTER

Аннотация научной статьи по автоматике и вычислительной технике, автор научной работы — Евушкин Артем Игоревич, Шереметьев Станислав Сергеевич

В статье представлен результат анализа современных энергоэффективных систем кондиционирования ЦОД, сформулированы основные проблемы и требования к охлаждению серверных помещений. Выделены основные критерии подбора систем кондиционирования воздуха на базе существующих современных холодильных машин. Было уделено внимание способу организации охлаждения помещения, позволяющему повысить эффективность за счет снижения потерь холодопроизводительности, а также предложено оптимальное решение по организации кондиционирования ЦОД.

Похожие темы научных работ по автоматике и вычислительной технике , автор научной работы — Евушкин Артем Игоревич, Шереметьев Станислав Сергеевич,

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Энергоэффективные решения кондиционирования серверных помещений»

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СЕРВЕРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Евушкин А.И.1, Шереметьев С.С.2 Email: Evushkin1133@scientifictext.ru

'Евушкин Артем Игоревич — студент магистратуры;

2Шереметьев Станислав Сергеевич — ассистент, магистрант, кафедра холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва

Аннотация: в статье представлен результат анализа современных энергоэффективных систем кондиционирования ЦОД, сформулированы основные проблемы и требования к охлаждению серверных помещений. Выделены основные критерии подбора систем кондиционирования воздуха на базе существующих современных холодильных машин. Было уделено внимание способу организации охлаждения помещения, позволяющему повысить эффективность за счет снижения потерь холодопроизводительности, а также предложено оптимальное решение по организации кондиционирования ЦОД.

Ключевые слова: система кондиционирования воздуха, холодильная машина, свободное охлаждение, центр обработки данных.

SERVER ROOMS ENERGY EFFICIENT AIR CONDITIONING SOLUTIONS

Evushkin A.I.1, Sheremetev S.S.2

'Evushkin Artem Igorevich — graduate student;

2Sheremetev Stanislav Sergeevich — assistant, graduate student, DEPARTMENT REFRIGERATING, CRYOGENIC EQUIPMENT, CONDITIONING AND LIFE SUPPORT, BAUMANMOSCOW STATE TECHNICAL UNIVERSITY, MOSCOW

Abstract: the article presents the results of modern energy efficiency analysis for air conditioning systems in the data centers. The main issues and requirements for server rooms cooling are formulated. Basic criterias of air conditioning systems selection based on existing modern refrigerating machines are presented. Was paid an attention to the methods of cooling space organizing, which allow to increase the energy efficiency by reducing losses of the cooling capacity. Optimal solution for cooling data center organizing was presented. Keywords: air conditioning systems, refrigerating machine, free cooling, data center.

УДК 697.94

Актуальность

Технический прогресс способствует непрерывному росту информации и требует обеспечения ее хранения. Эту функцию выполняют серверные помещения, или центры обработки данных (ЦОД). Важнейшим условием безопасного хранения и обработки информации является охлаждение серверов наряду с проектированием специальных помещений для круглосуточного сервиса электронных блоков данных.

Принято выделять два режима охлаждения серверных: когда температура окружающей среды выше требуемой температуры охлаждения (так называемый летний режим), и охлаждение в зимнее время (зимний режим), когда температура окружающей среды ниже требуемой температуры в помещении [1].

Как правило, функцию охлаждения ЦОД выполняют системы кондиционирования воздуха (СКВ), в которых воздух обрабатывается и охлаждается холодильной машиной (ХМ). Главным критерием эффективности ХМ является холодильный коэффициент, равный отношению полезной тепловой нагрузки к затрачиваемой работе. Говоря об охлаждении ЦОД, стоит стремиться к получению максимально возможного холодильного коэффициента при проектировании СКВ, поскольку в этом случае будет заметно снижено электропотребление установки, особенно если речь идет о серверных с большой тепловой нагрузкой.

Ввиду этого целью данной работы является обзор сделанных за рубежом СКВ для серверных работающих в режиме 24/7/365 и предложение перспективных вариантов для создания альтернативной отечественной СКВ.

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Существует несколько видов систем охлаждения серверных помещений. Условно их можно разделить на компрессорные и прецизионные СКВ [2]. Помимо этого, следует выделить несколько подходов к охлаждению электронных блоков данных, такие как охлаждение на уровне рядов, стоек и на уровне шкафа.

ПКХМ Прецизионное охлаждение

ПКХМ + Чиллер Freecooling

Mitsubishi Liebert EcoBreeze Aermec Carrier

Холодопроизводи тельность, кВт 7,1 43,6 50 25,3 21

Диапазон температур -30°С - 43°С -17°С - 35°С -34°С - 54°С -30°С - 49°С -17°С - 44°С

Детальный мониторинг - + + + +

Система фильтрации - - + - -

Плавное изменение нагрузки - - - + +

В предлагаемой выше таблице представлен анализ основных характеристик и функций современных СКВ, на которые следует обратить внимание при выборе оптимального решения для конкретного помещения ЦОД. Кроме того, технические решения применения систем зависят не только от условий окружающей среды, тепловой нагрузки помещения и требований к рабочим параметрам, но также определяются геометрическими характеристиками самого помещения [3]. От того, как спроектирована серверная, зависит организация её охлаждения.

В ходе анализа было выяснено, что самым перспективным способом является организация охлаждения на уровне шкафа. В этом случае каждый серверный шкаф по факту охлаждается отдельным кондиционером. Дополнительным плюсом такого решения является изоляция горячего воздушного потока от внешней среды ЦОДа (см. рис. 1).

1 с > с * С J 1

U

Рис. 1. Принцип охлаждения на уровне стоек

Несмотря на дороговизну этого способа, внедрение подобного решения оправдано и полезно для любых ЦОД ввиду постоянно растущего объема данных и, соответственно, тепловой нагрузки. Выводы

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

1. В результате литературного обзора имеющихся систем охлаждения ЦОД определены энергоэффективные решения, как по используемым холодильным машинам, так и по организации охлаждения помещений.

2. В настоящее время наиболее эффективным решением для охлаждения ЦОД может послужить система фирмы Carrier [4] с вытяжной системой по аналогу патента компании Intel [5].

Список литературы / References

1. Высокоточные системы кондиционирования / Поликарпов Е.: Изд-во Медиа Технолоджи, 2013. 82 с.

2. Применение турбохолодильных машин в режимах «свободного охлаждения» / О.Я. Кокорин, И.А. Левин // Холодильная техника, 2005. № 3. С. 6 - 9.

3. Современные подходы к охлаждению ЦОД / Хигби Кэрри: Изд-во: Открытые системы, 2014. 28 с.

4. Carrier. Каталог продукции. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //carrier-aircon.ru/catalog/industrial/ (дата обращения: 20.11.2016).

5. Компания Intel. Стратегия для центров обработки данных. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://intel.ru/ (дата обращения: 02.12.16).

ПЛАТФОРМЕННЫЕ РАЗДВИЖНЫЕ ДВЕРИ Касатов В.М. Email: Kasatov1133@scientifictext.ru

Касатов Виктор Михайлович — магистрант, кафедра систем автоматического управления и контроля, факультет интеллектуальных технических систем,

Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Зеленоград

Аннотация: в статье анализируются станции закрытого типа, причины и актуальность введения автоматических платформенных дверей в метрополитене, преимущества установки, повышение безопасности пассажиров, предотвращение террористических действий, повышение комфорта для пассажиров на станциях, увеличение пропускной способности станций за счёт увеличения пар поездов, развитие автоматического метрополитена, преимущества автоматического ведения состава, правовые основы, эффективность и перспективы дальнейшего развития, внедрение системы в новые и существующие станции метро.

Ключевые слова: анализ, платформенные двери, автоматическое метро, общественный транспорт, эффективность.

PASSENGER SCREEN DOORS Kasatov V.M.

Kasatov Viktor Mihailovich — undergraduate, DEPARTMENT OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS AND CONTROL, FACULTY OF INTELLECTUAL TECHNICAL SYSTEMS, NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY MOSCOW INSTITUTE ELECTRONIC TECHNOLOGY, ZELENOGRAD

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Abstract: closed-type stations are analyzed in the article, reasons and actuality of the introduction of automatic platform doors in the subway, the advantages of the installation, increasing the safety of passengers, preventing terrorist actions, increasing passenger comfort at stations, increasing the capacity of stations due to the increase in pairs of trains, the development of automatic metro, the advantages Automatic maintenance of the composition, legal basis, efficiency and prospects for further development, the introduction of the system into new and existing metro stations.

Keywords: analysis, platform doors, automatic metro, public transport, efficiency.

УДК 62-523.2

Московский метрополитен является на сегодняшний день самым загруженным транспортным узлом России и регулярно входит в десятку самых загруженных транспортных артерий мира. Ежедневно Московский метрополитен обслуживает около 15 млн пассажиров, при этом оставаясь одним из самых безопасных и надёжных средств транспорта. Однако мелкие происшествия происходят в метро практически каждый день, порой просто парализуя целые линии метро. Такими мелкими происшествиями, в основном, являются случаи падения человека на пути.

Для повышения безопасности в метрополитене делают станции закрытого типа, тем самым ограждая платформу с пассажирами от путей электропоезда метрополитена. Современная система управления автоматическими платформенными дверьми должна отвечать высоким требованиям безопасности и надёжности, в особенности в условиях загруженного Московского транспортного узла.

Конечной целью разработки установки автоматических платформенных дверей является создание полностью автоматизированной системы управления метрополитеном (проект «Автоматическое метро»). «Автоматизированная система управления (АСУ) метрополитеном является комплексом методов и технических средств, которые наиболее четко и полно исполняют функции управления процессом перевозок на основе использования теории управления социально-экологическими системами, экономико-математических методов, а также электронно-вычислительных машин в сочетании с разнообразной техникой регистрации, диагностики и передачи первичной информации