Raadpleeg de meest recente ASHRAE-publicatie, "Thermal Guidelines for Data Processing Environments", januari 2004. U kunt dit document online aanschaffen bij ashrae.org. In een bepaald gedeelte wordt een gedetailleerde procedure besproken voor het beoordelen van de koeling van het computercentrum en wordt besproken hoe een maximale koeling kan worden bereikt.
Overwegingen bij servers en opslag
De meeste IBM-servers en opslagproducten zijn ontworpen om gekoelde lucht via de voorkant van de server aan te zuigen en warme lucht via de achterkant uit te stoten. De belangrijkste vereiste is om ervoor te zorgen dat de luchttemperatuur aan de voorkant van de apparatuur de omgevingsspecificaties van IBM niet overschrijdt. Raadpleeg de omgevingsvereisten in de serverspecificaties of de hardwarespecificatieformulieren. Zorg ervoor dat de luchtinlaat en -uitlaat niet verstopt raken met papier, kabels of andere obstakels. Als u de server uitbreidt of repareert, moet u zich houden aan de maximale tijdslimiet voor het verwijderen van de kap terwijl de server blijft draaien. Als u klaar bent met uw werk, moet u ervoor zorgen dat u alle ventilatoren, koelelementen, ventilatieschotten en andere onderdelen opnieuw installeert volgens de IBM documentatie.
Fabrikanten, waaronder IBM, rapporteren de warmtebelasting volgens de thermische richtlijnen voor gegevensverwerkingsomgevingen, die in januari 2004 door de ASHRAE zijn gepubliceerd onder de naam "Thermal Guidelines for Data Processing". Hoewel deze gegevens bedoeld zijn voor het verdelen van de warmtebelasting, moet u wel oppassen als u deze gegevens gebruikt om de vraag en het aanbod van de koeling te verdelen omdat veel toepassingen tijdelijk zijn en niet voortdurend een constante warmte afgeven. U moet daarom over een gedegen kennis beschikken over hoe de apparatuur en toepassingen zich gedragen wat betreft de warmtebelasting, waarbij u tevens rekening moet houden met toekomstige groei.
Overwegingen bij rekken of behuizing
Opmerking: Met rekken wordt in dit gedeelte ook verwezen naar behuizingen, frames en elke andere veelgebruikte term waarmee eenheden worden aangegeven die in een rek geïnstalleerde apparatuur bevatten.
IBM Enterprise 19-inch-rekken zijn ontworpen voor een maximale luchtcirculatie voor de in het rek geïnstalleerde apparatuur. Gekoelde lucht wordt via de voorkant aangezogen en via de achterkant uitgestoten door de ventilatoren in de apparatuur die in het rek is geïnstalleerd. De meeste IBM-rekken hebben een geperforeerde achterdeur en een optionele geperforeerde voordeur. Sommige rekken beschikken over een optioneel akoestisch procédé waarmee geluidsemissies van het rek worden verminderd. Als er niet-IBM rekken worden gebruikt, worden dichte deuren of deuren met een flinke hoeveelheid decoratief glas niet aanbevolen omdat dergelijke deuren verhinderen dat er voldoende lucht in en uit het rek kan stromen.
Er moet worden voorkomen dat warme lucht die de achterkant van het rek verlaat niet opnieuw via de voorkant van het rek kan circuleren. Er kunnen twee acties worden ondernomen om te voorkomen dat warme lucht opnieuw circuleert. Ten eerste moet met afdekpanelen eerst alle lege rekruimte worden opgevuld die niet met meegeleverde apparatuur is opgevuld. Er kunnen 1U- en 3U-afdekpanelen worden gebruikt om de luchtcirculatie binnen het rek te blokkeren. Als er in uw rek geen afdekpanelen zijn geïnstalleerd, kunt u deze aanschaffen bij IBM.
| Indexnummer | FRU-onderdeelnummer | Eenheden per assemblage | Beschrijving |
| 1 | 97H9754 | Naar behoefte | Klem 1U-afdekpaneel (zwart) |
| 62X3443 | Naar behoefte | Klem 1U-afdekpaneel (wit) | |
| 2 | 97H9755 | Naar behoefte | Klem 3U-afdekpaneel (zwart) |
| 62X3444 | Naar behoefte | Klem 3U-afdekpaneel (wit) | |
| 3 | 12J4072 | Naar behoefte | Klem 1U-afdekpaneel (zwart) |
| 4 | 12J4073 | Naar behoefte | Klem 3U-afdekpaneel (zwart) |
| 5 | 74F1823 | 2 per Item 3 | M5-moerklem |
| 74F1823 | 4 per Item 4 | M5-moerklem | |
| 6 | 1624779 | 2 per Item 3 | M5 X 14 zeshoekige flens |
| 1624779 | 4 per Item 4 | M5 X 14 zeshoekige flens |
Ten tweede moet er voldoende ruimte zijn rondom de rekken. Raadpleeg de ruimtevereisten in de serverspecificaties of de hardwarespecificatieformulieren. De vloerindeling mag niet zodanig zijn dat de uitgestoten warme lucht aan de achterkant van het ene rek via de voorkant van het andere rek naar binnen kan komen.
Ten slotte is goed kabelbeheer een ander belangrijk element om de luchtcirculatie door het rek te maximaliseren. Kabels moeten zodanig worden aangelegd en vastgemaakt dat deze de luchtstroom in en uit het rek niet hinderen. Een dergelijke obstructie kan de volumetrische luchtstroom door de apparatuur behoorlijk verminderen.
Gebruik een met ventilatoren uitgerust rek of behuizing met de nodige voorzichtigheid. Afhankelijk van de hoeveelheid apparatuur die in de behuizing is geïnstalleerd, kunnen de luchtverplaatsers in de behuizing veroorzaken dat er minder lucht wordt gecirculeerd dan voor de apparatuur nodig is.
Ruimteoverwegingen
Computercentra die de afgelopen tien jaar zijn ontworpen en gebouwd, zijn in staat om 3KW warmtebelasting per behuizing te koelen. Deze ontwerpen bestaan vaak uit verhoogde vloeren met lucht gevulde ruimtes (plenum) die 45 tot 60 cm hoog zijn, plafonds van 2,4 tot 2,7 meter hoog en CRAC-eenheden (Computer Room Air Conditioning) die langs de wanden van de computerruimte zijn geplaatst. De IT-apparatuur neemt ongeveer 30-35% van de totale computerruimte in beslag. De overig ruimte bestaat uit lege ruimte, (bijvoorbeeld toegangspaden, serviceruimtes), stroomverdelers en CRAC-eenheden. Tot voor kort werd er weinig aandacht besteedt aan beoordelingen van de warmtebelasting, apparatuurindeling, luchttoevoerpaden, verdeling van de warmtebelasting en het plaatsen van vloertegels of openingen in de vloer.
De totale warmtebelasting van uw installatie beoordelen
U moet een beoordeling van de totale warmtebelasting uitvoeren om het evenwichtspunt voor de computeromgeving vast te kunnen stellen. Het doel van de beoordeling is uitvinden of u over voldoende koeling, inclusief redundantie, beschikt om de warmtebelasting te verwerken die u wilt installeren of al hebt geïnstalleerd. Er bestaan verschillende methoden om een dergelijke beoordeling uit te voeren, maar de meestgebruikte methode is om de warmtebelasting en de koeling te evalueren in logische onderdelen, die bestaan uit I-balken, luchtstroomobstakels of de locatie van CRAC-eenheden.
Apparatuurindeling en luchttoevoerpaden
IBM raadt een indeling met warme en koude gangpaden aan. Deze indeling wordt uitgelegd in de ASHRAE-publicatie "Thermal Guidelines for Data Processing Environments", januari 2004. Op de volgende afbeelding worden rekken in het computercentrum zodanig gerangschikt dat er koude en warme gangpaden ontstaan. Het koude gangpad bestaat uit geperforeerde vloertegels waarmee twee rijen met rekken van elkaar worden gescheiden. De gekoelde lucht wordt via de geperforeerde vloertegels uitgestoten en wordt via de voorkant van de rekken aangezogen. De luchtinlaten van elk rek (aan de voorkant van elk rek) staan in de richting van het koude gangpad. Dankzij deze indeling kan de warme lucht die aan de achterkant van de rekken wordt uitgestoten, weer door de CRAC-eenheden worden aangezogen. Hierdoor wordt grotendeels voorkomen dat warme lucht die door de rekken wordt uitgestoten weer via de luchtinlaten van de rekken wordt aangezogen. CRAC-eenheden worden aan het eind van de warme gangpaden geplaatst zodat warme lucht gemakkelijk kan terugkeren naar de CRAC-eenheid en de statische druk op de koude gangpaden wordt gemaximaliseerd.
Het belangrijkste punt voor het beheren van de warmtebelasting van het computercentrum is ervoor zorgen dat de temperatuur van de lucht die door de rekken wordt aangezogen voldoet aan de specificaties van de fabrikant. Omdat de gekoelde lucht die via de geperforeerde tegels in het koude gangpad wordt uitgestoten wellicht onvoldoende is om aan de vereisten voor gekoelde luchtstromen voor het rek te voldoen, worden er ook van andere gedeelten van de verhoogde vloer luchtstromen aangezogen die wellicht niet gekoeld zijn. Zie de volgende afbeelding. In veel gevallen zal de luchtstroom die via de bovenkant van het rek wordt aangezogen, nadat er via de onderkant niets meer kan worden aangezogen, bestaan uit een mengsel van warme lucht van de achterkant van het systeem en lucht uit andere gedeelten. Voor rekken die zich aan het einde van een rij bevinden, geldt dat de warme luchtstroom die door de achterkant van het rek wordt uitgestoten via de zijkanten aan de voorkant van het rek kan terechtkomen. Deze luchtstroompatronen zijn zowel in computercentra als in modellen van luchtstromen waargenomen.
Voor een computercentrum dat wellicht niet over een ideale gekoelde luchtstroomverdeling beschikt, kan de volgende grafiek uitkomst bieden. De grafiek bevat richtlijnen voor een adequate gekoelde luchtstroom op basis van een bepaalde warmtebelasting. In de afbeelding wordt rekening gehouden met de meest ongunstige locaties in een computercentrum en met de vereisten om aan de specificaties voor de maximumtemperatuur te voldoen die voor de meeste high-end apparatuur van IBM vereist zijn. Aanpassingen voor hoogteverschillen worden onder aan de afbeelding weergegeven.
De meestgebruikte methoden voor de luchttoevoer voor rekken kunt u vinden in Luchtdistributie van systeem.
Verdeling warmtebelasting
- Zorg voor voldoende koeling voor de maximale warmtebelasting in het gehele computercentrum.
- Zorg voor een gemiddelde koeling van het computercentrum en zorg dat de mogelijkheid bestaat om de koeling in beperkte, lokale ruimtes te vergroten.
Optie 1 is erg kostbaar en meer geschikt voor nieuwe uitbreidingen. Voor optie 2 bestaan er een aantal stappen die kunnen worden uitgevoerd om de koeling in bestaande computercentra te verbeteren en om de koelingsmogelijkheden in beperkte ruimtes te verbeteren.
De eerste aanbeveling bestaat uit het voor de high-end rekken plaatsen van geperforeerde vloertegels met een hoge doorstroomcapaciteit. De tweede aanbeveling bestaat uit het aanleggen van speciale middelen voor het onmiddellijk verwijderen van uitgestoten warme lucht aan de achterkant van high-end rekken voor deze de kans krijgt om terug te stromen naar de luchtinlaten van rekken in een ander gedeelte van de ruimte. Dit kan worden gerealiseerd door speciale schotten of rechtstreekse leidingen te installeren waarmee de luchtstroom wordt teruggeleid naar de CRAC-eenheden. Er is veel bouwkundige expertise nodig om ervoor te zorgen dat bepaalde aanbevelingen geen negatief effect hebben op de dynamische eigenschappen van de statische druk onder de vloer en de luchtstroomverdeling.
In computercentra met voldoende vloerruimte is het erg praktisch om de gehele verhoogde vloer te voorzien van een constante koeling en om apparatuur uit rekken te halen of een grotere onderlinge afstand tussen de rekken te bewaren om op die manier aan de mogelijkheden per behuizing van de vloer te voldoen.
Het plaatsen van vloertegels en openingen in de vloer
Geperforeerde tegels moeten alleen in de koude gangpaden worden geplaatst parallel aan de luchtinlaten van de apparatuur. Er mogen geen geperforeerde tegels in de warme gangpaden worden geplaatst, zelfs niet als de warmte ondraaglijk is. Warme gangpaden zijn per definitie warm. Als er open tegels in een warm gangpad worden geplaatst, wordt de temperatuur van de luchtstroom die naar de CRAC-eenheden wordt geleid kunstmatig verlaagd, waardoor de efficiëntie en de beschikbare capaciteit van deze eenheden wordt verminderd. Dit fenomeen draagt bij aan het ontstaan van hotspots in het computercentrum. Geperforeerde tegels mogen niet te dicht bij de CRAC-eenheden worden geplaatst. Er kan in gedeelten onder de verhoogde vloer waar luchtsnelheden van meer dan 160 meter per minuut voorkomen (meestal binnen zes vloertegels van de eenheid die de warmte afgeeft) een Venturi-effect ontstaan waardoor lucht uit de ruimte onder de verhoogde vloer wordt gezogen, hetgeen haaks staat op het beoogde resultaat om gekoelde lucht af te geven.
De volumetrische doorstroomcapaciteit van vloertegels met verschillende openingspercentages worden in afbeelding 5 weergegeven.
Vloertegels in computercentra hebben meestal een capaciteit tussen 100 en 300 cfm. Als u de doorstroom optimaliseert met behulp van de richtlijnen in dit document is het mogelijk om een doorstroomcapaciteit van wel 500 cfm te bereiken. Een doorstroomcapaciteit van 700-800 cfm per tegel is haalbaar als er tegels met het hoogste openingspercentage worden gebruikt. Vloertegels moeten in de koude gangpaden parallel worden geplaatst met de luchtinlaten van de apparatuur.
Openingen in de verhoogde vloer die niet bedoeld zijn om gekoelde lucht aan de apparatuur in het computercentrum af te geven af te geven, moeten volledig worden afgedicht met materiaal voor kabelopeningen (bijvoorbeeld schuimrubber of brandwerend materiaal). Andere openingen die moeten worden gedicht zijn gaten in de muren, de ondergrond en het plafond van het computercentrum. Als alle openingen worden dichtgemaakt, wordt de statische druk onder de verhoogde vloer gemaximaliseerd, waardoor een optimale luchttoevoer naar de koude gangpaden wordt gerealiseerd en waardoor er geen ongebruikte lucht naar de CRAC-eenheid wordt geleid.