Горячие и холодные коридоры (Hot/Cold Aisle)
Концепция организации воздушных потоков в машинном зале ЦОД: стойки развёрнуты попарно лицом к лицу (холодный коридор, 18-27°C по ASHRAE A1) и спина к спине (горячий коридор, 32-45°C). Герметизация пассажей (containment) повышает PUE и позволяет уплотнить стойки.
Hot/Cold Aisle (горячие и холодные коридоры) — базовая концепция организации воздушных потоков в машинном зале ЦОД, стандарт де-факто с 1990-х. До её внедрения холодный и горячий воздух смешивались по всему залу, что снижало эффективность охлаждения на 30-50% и ограничивало плотность стоек 3-5 кВт.
Принцип прост: серверные стойки устанавливают рядами, нечётные ряды развёрнуты фронтом в одну сторону, чётные — в противоположную. Между фронтами двух рядов образуется холодный коридор (18-27°C по ASHRAE A1), куда холодный воздух выходит из перфорированных плит фальшпола или потолочных диффузоров и засасывается серверами. Между задними стенками — горячий коридор (32-45°C), откуда отработанный горячий воздух возвращается в прецизионные кондиционеры.
Критичное улучшение — containment (герметизация). Пассажи закрывают крышами и дверьми с торцов. Hot Aisle Containment (HAC) изолирует горячий воздух и возвращает его в кондиционеры по закрытому каналу — зал остаётся холодным, комфортно для персонала, эффективнее по freecooling; Cold Aisle Containment (CAC) проще внедрить в существующих ЦОД (не нужны воздуховоды от потолка), но зал нагревается до 35-40°C и становится некомфортным. Для новых ЦОД однозначно выбирают HAC.
Эффект от герметизации — снижение PUE на 0.1-0.3 (с 1.6 до 1.3-1.4), рост плотности стоек с 5-8 до 15-25 кВт, более долгие периоды freecooling за счёт исключения смешивания потоков. По температурным режимам ASHRAE различают A1 (18-27°C, строгие корпоративные ЦОД), A2 (10-35°C, стандартный), A3-A4 (до 40-45°C — Google, Facebook экономят на охлаждении серверами с расширенным диапазоном).
Пример: ЦОД 300 стоек с HAC на 15 кВт каждая — холодный коридор 22°C, горячий 38°C, автоматика регулирует скорость вентиляторов CRAC по датчикам температуры в холодном коридоре и по дифференциальному давлению между коридорами, контролирует «горячую точку» в верхнем переднем углу стойки. Производители решений containment — Rittal RiMatrix, Schneider APC HACS/CACS, Vertiv SmartAisle/SmartRow, Legrand EcoCooling. Нормативная база — ASHRAE TC 9.9, EN 50600-2-3, ГОСТ Р 58811.
Частые вопросы
Hot Aisle Containment или Cold Aisle Containment — что лучше?
HAC (Hot Aisle Containment) предпочтительнее для новых ЦОД: зал холодный и комфортный для работы, выше энергоэффективность, лучше работает freecooling. CAC проще внедрить в существующих ЦОД (не нужны воздуховоды от потолка кондиционеров), но зал нагревается до 35-40°C — некомфортно, оборудование вне стоек страдает. Для нового строительства — только HAC.Можно ли увеличить плотность стоек выше 15 кВт при обычной организации (без containment)?
Нет, при открытой схеме максимум 8-10 кВт на стойку — смешивание потоков не позволяет эффективно охлаждать. Для 15-25 кВт нужен containment. Для 30-100 кВт — InRow или Rear Door кондиционеры. Для 100+ кВт — прямое жидкостное охлаждение (DLC, immersion cooling).
Источники
- ASHRAE TC 9.9 — Thermal Guidelines for Data Processing — ASHRAE
- EN 50600-2-3 — Environmental control — CEN