• Генерирование холода на высоком уровне
• Максимально естественное охлаждение благодаря высокой температуре холодной воды
• Высокие значения КПД благодаря низким температурам обратного охлаждения
• Минимальное время работы холодильных установок благодаря рассеиванию тепла в зависимости от потребности
• Надежность и безопасность за счет резервирования n+1

В случае ЦОД, с одной стороны, тепло должно отводиться, с другой стороны, должна подаваться энергия для охлаждения. Таким образом, можно определить первичную сторону (тепло ЦОД) и вторичную сторону (генерирование холода). Для обеих составляющих действует правило Tier 3, т. е. необходимость резервирования n+1.

Компьютеры, установленные в центре обработки данных, помимо вычислительной мощности генерируют в основном тепло. Его необходимо отводить. При этом важную роль играют установленные компьютеры. Внутренние системы контроля температуры позволяют компьютерным системам охлаждения запускаться по требованию. В случае воздушного охлаждения компьютерная плата оснащается датчиком температуры, который постоянно контролирует температуру поверхности платы. При повышении температуры вентиляторы запускаются. Вывод: в зону ЦОД должно подаваться столько холодного воздуха, сколько необходимо компьютерам. Это обеспечивается при одинаковом давлении с обеих сторон компьютера, то есть при отсутствии перепада давления. В этом и заключается задача регулирования объема холодного воздуха.

Также следует учитывать, что зоны ЦОД могут разделяться на разные участки. При этом речь может идти об одном арендаторе или нескольких независимых, загружающих часть площади ЦОД. В настоящее время ряды стоек стандартизированы. Компьютер имеет определенную ширину и переменную высоту в зависимости от своей производительности. В результате образуется ряд стоек. Одной из возможностей является создание горячего и холодного коридоров для разделения рядов стоек. В холодный коридор подается холодный воздух, необходимый для охлаждения компьютеров. В горячем коридоре нагретый воздух по мере необходимости отводится через охлаждающие модули и охлаждается до температуры впуска. В зависимости от времени суток и деловой активности потребляемая мощность варьируется. Умная система регулирования позволяет холодильным установкам UML поставлять только то количество холодного воздуха, которое необходимо в данный момент. Для этого компания Mountair разработала так называемые «модули охлаждающей стены», которые адаптируются к конкретным пространственным и эксплуатационным условиям — дизайн и конструкция варьируются в зависимости от проекта. Ниже приведен пример охлаждающей стены и описание системы, рассчитанной на резервирование 2+1 и охлаждающую мощность 100 кВт на один ряд стоек.

Один модуль охлаждающей стены имеет номинальную мощность 100 кВт и разделен на три зоны. Если одна из зон выходит из строя из-за дефекта, то две оставшиеся зоны способны обеспечить требуемую мощность охлаждения 100 кВт.

Каждый модуль охлаждающей стены соответствует конкретному ряду серверов. Серверы устанавливаются с одной и той же стороны. Сзади засасывается холодный воздух (холодный коридор), а спереди (со стороны оператора) выдувается воздух, нагретый серверами (горячий коридор). Серверы перемещают воздух, необходимый для охлаждения, с помощью собственных компьютерных вентиляторов из холодного коридора в горячий. Задачей модуля охлаждающей стены является удаление нагретого воздуха из горячего коридора, его охлаждение и возврат в холодный коридор. Охлаждающая стена работает по принципу циркуляции воздуха (UML).

Холодная вода (20 °C), необходимая для охлаждения, предоставляется также с резервированием. Существует две водопроводные сети (A+B). На каждой охлаждающей стене предусмотрено три зоны. В штатном режиме работы каждая зона обеспечивает мощность охлаждения 33,3 кВт, в аварийном — до 50 кВт. Каждая зона оснащена собственным вентилятором. В штатном режиме работы производительность вентилятора составляет 10 000 м3/ч. В аварийном режиме работы производительность вентилятора составляет 15 000 м3/ч для каждой зоны.

Модуль охлаждающей стены UML сконструирован как отклоняющий модуль. Нагретый воздух (34 °C) всасывается в модуль через стенку фильтра и охлаждается (24 °C) при помощи теплообменников «вода — воздух» перед возвращением в холодный коридор. Нагретая вода (30 °C) снова охлаждается до требуемых 20 °C «генератором группы охлаждения». Модули охлаждающих стен UML эксплуатируются таким образом, чтобы они работали наилучшим образом. Это означает, что необходимо подавать только требуемое количество воздуха. Воздух в серверных компьютерах должен нагреваться до максимально допустимой температуры. Необходимый для этого объем воздуха оптимизируется. Если дельта T опускается, скорость вращения вентиляторов снижается. Значение дельта T должно быть по возможности близко к значению 10 K.

Независимо от того, каким образом охлаждаются компьютеры в зоне ЦОД, должна поступать соответствующая энергия для охлаждения. Речь идет о холодной воде, которая затем используется в теплообменниках модулей охлаждающих стен UML. Также в случае прямого охлаждения компьютера с помощью труб холодной воды внутри компьютера требуется энергия охлаждения в виде холодной воды. Компьютеры центров обработки данных не нуждаются в очень холодных условиях для эффективной работы. Как уже было сказано, компьютеры оснащены внутренней системой температурного контроля. Компьютер ЦОД может работать в диапазоне 20–40 °C. Это означает, что для этого подходит холодная вода с относительно высокой температурой. Поэтому нет необходимости предоставлять воду для охлаждения с температурой 6 °C. Тем более, что это имеет дополнительные недостатки, такие как образование конденсата.

В принципе, чем меньше подъем, тем эффективнее может работать система охлаждения. Чем меньше должен быть подъем, тем выше должна быть температура холодной воды (независимо от отвода тепла на вторичной стороне холодильной системы). Поэтому температура охлажденной воды должна подбираться таким образом, чтобы теплообменники не были слишком большими (высокие потери давления = постоянное потребление энергии), но в то же время энергия охлаждения могла эффективно перерабатываться. Также можно работать с холодной водой, имеющей температуру 18–20 °C, чтобы одновременно с этим охлаждать воздух ЦОД с 34 °C до 24 °C. Преимуществом выбора высокой температуры холодной воды является возможность использования естественного охлаждения и сокращение времени работы холодильных установок.