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Maison / Nouvelles / Actualités de l'industrie / Climatisation des racks de serveurs : méthodes de refroidissement, guide CFM et meilleures pratiques
Il s'agit d'une scène familière pour les administrateurs informatiques : un rack 42U situé au coin d'une salle de serveurs fonctionne correctement la majeure partie de l'année, puis commence à émettre des avertissements de température en été. Le thermostat d'ambiance indique 22°C, mais l'air entrant dans les interrupteurs est supérieur à 30°C. Le problème n’est pas la capacité de refroidissement de la pièce, mais plutôt la climatisation au niveau du rack, ou son absence.
La climatisation des racks de serveurs implique de gérer la chaleur au niveau de l'armoire : fournir suffisamment d'air frais à l'avant du rack, éliminer les gaz d'échappement chauds à l'arrière et choisir le matériel qui prend en charge ce flux d'air. Ce guide couvre les charges thermiques auxquelles vous pouvez vous attendre, comment calculer les besoins en refroidissement et en flux d'air et quels composants du rack améliorent réellement les performances thermiques.
La température à l’entrée du rack n’est pas la même que la température ambiante. Le comité technique ASHRAE 9.9 recommande de maintenir l'air d'entrée des équipements informatiques entre 18°C et 27°C (64,4-80,6°F). Lorsque les racks ne disposent pas d'une gestion du flux d'air, les gaz d'échappement chauds peuvent recirculer sur le dessus et sur les côtés des armoires, poussant les températures d'admission bien au-dessus de la moyenne de la pièce.
Deux faits expliquent pourquoi le refroidissement au niveau de l'armoire est important :
Ainsi, un rack peut bien paraître sur le thermostat d'ambiance tout en développant déjà des points chauds près du haut de l'armoire. Le refroidissement planifié au niveau du rack est ce qui empêche ces points chauds de devenir des pannes.
Le point de départ est la charge thermique. La quasi-totalité de l'énergie électrique consommée par un serveur ou un commutateur est convertie en chaleur. Vous pouvez donc estimer la production de chaleur du rack en additionnant la consommation électrique de chaque périphérique installé.
Production de chaleur typique par type d'appareil ; valeurs représentatives à pleine charge pour les équipements de rack courants.
Une fois que vous avez le chiffre total en kilowatts, deux conversions sont utiles :
| Charge du rack | Puissance calorifique (BTU/h) | Env. débit d'air nécessaire (CFM) |
|---|---|---|
| 2 kW | 6 826 | 320 |
| 4 kW | 13 652 | 640 |
| 6 kW | 20 478 | 960 |
| 8 kW | 27 304 | 1 280 |
| 10 kW | 34 130 | 1 600 |
Exemple : un rack avec huit serveurs de 500 W consomme 4 kW. Cela représente environ 13 650 BTU/h de chaleur. Au delta standard de 11°C, le rack a besoin d'environ 640 CFM de débit d'air. Si l'alimentation ambiante n'en fournit que la moitié, les températures d'entrée augmenteront régulièrement.
Les valeurs nominales indiquées sur la plaque signalétique correspondent aux valeurs les plus défavorables et les charges mesurées sont souvent inférieures de 10 à 30 %. Néanmoins, dimensionnez le débit d'air pour une charge de pointe réaliste, car les problèmes de refroidissement apparaissent toujours lorsque la charge est la plus élevée.
Avant d'ajouter des ventilateurs ou des unités de refroidissement spéciales, fixez les bases. Presque tous les équipements montés en rack sont conçus pour un flux d'air d'avant en arrière : l'air frais entre par l'avant et l'air chaud sort par l'arrière. Tout ce qui brise ce chemin (une porte vitrée bloquant l'entrée, un panneau arrière contre le mur ou des espaces en U ouverts qui permettent à l'air chaud de recirculer) réduit l'efficacité du refroidissement.
Flux d'air d'avant en arrière : l'alimentation en fraîcheur pénètre dans la porte perforée ; l’échappement de l’équipement sort vers l’arrière.
Étapes pratiques qui améliorent la circulation de l'air au niveau du rack :
La recirculation est la principale raison pour laquelle les températures d’admission des racks dépassent la température ambiante. Dans une pièce où le thermostat indique 22°C, un rack non géré peut aspirer de l'air à 28-30°C dans ses baies supérieures. Un mauvais mélange des flux d'air peut gaspiller 20 à 30 % de la capacité de refroidissement disponible, un chiffre souvent cité dans les évaluations de l'efficacité des centres de données. Pour un aperçu plus approfondi de la manière dont le flux d'air et la conception des armoires interagissent, voir comment la gestion du flux d'air dans les armoires réseau évite la surchauffe des équipements informatiques .
Les portes d’armoires jouent également un rôle direct dans le refroidissement. Une porte d'entrée solide avec une grande vitre ne laisse presque aucun espace ouvert pour que l'air puisse entrer, de sorte que l'armoire devient une zone morte. Les portes perforées, ou portes spécialement conçues pour la ventilation, constituent le meilleur choix pour les racks transportant des commutateurs et des serveurs actifs. Les portes à haute ventilation assurent la sécurité tout en permettant à l'air froid d'atteindre l'équipement :
Porte avant ventilée pour armoire de serveur insonorisée robuste Cette porte ventilée assure la circulation de l'air tout en maintenant la sécurité, répondant aux besoins de refroidissement des commutateurs et serveurs actifs. Il supporte environ 1 000 kg, propose des cadres incurvés en option et s'adapte aux racks standard de 19 pouces. Voir le produit → Pour les armoires situées dans des endroits chauds ou contenant des équipements denses, un ventilateur de rack constitue un ajout efficace et peu coûteux. Un panneau de ventilateur 1U ou 2U se monte directement dans le rack et extrait l'air chaud par l'arrière ou pousse l'air froid vers l'avant. Les versions les plus utiles incluent un interrupteur thermostatique, de sorte que les ventilateurs ne fonctionnent que lorsque la température interne dépasse un point de consigne. Cela permet d'économiser de l'énergie et de réduire le bruit par rapport au fonctionnement continu du ventilateur.
Unité de ventilation de rack contrôlée par thermostat pour armoires de serveurs Complément de refroidissement à faible coût pour les racks chauds, ce panneau de ventilateur se monte dans un espace 1U ou 2U et fonctionne uniquement lorsque la température interne dépasse un point de consigne, économisant ainsi de l'énergie et réduisant le bruit. Voir le produit → Les armoires fermées et les enceintes murales peuvent nécessiter des aides à la circulation encore plus simples. Un ventilateur de refroidissement de l'armoire peut être monté sur les panneaux latéraux ou supérieurs pour améliorer la circulation de l'air interne dans les espaces où la convection naturelle est faible. Il s'agit d'une option pratique pour les armoires murales situées dans les couloirs, les magasins et les petits bureaux où un système de refroidissement de précision n'est pas justifié.
Ventilateur de refroidissement intelligent compact pour armoires réseau Ce ventilateur se monte sur les panneaux latéraux ou supérieurs pour améliorer la circulation de l'air là où la convection naturelle est faible. Il ajuste la vitesse en fonction de la température de l'appareil, fonctionne silencieusement et convient aux armoires murales. Voir le produit → Dans les cas plus exigeants, des refroidisseurs en rangée, des échangeurs de chaleur à porte arrière et des racks climatisés autonomes sont disponibles. Celles-ci deviennent nécessaires lorsqu'un seul rack atteint environ 10 kW ou plus et que la pièce ne peut pas fournir suffisamment d'air conditionné. Cependant, pour la plupart des salles de serveurs et des armoires réseau, la combinaison de modèles de flux d'air propres, de portes ventilées et de ventilateurs contrôlés par thermostat offre un refroidissement fiable des racks à une fraction du coût. N'oubliez pas que tout matériel de refroidissement supplémentaire n'est efficace que si la pièce elle-même peut rejeter la charge thermique totale : le rack dépend de la pièce et la pièce dépend du système de climatisation.
La valeur la plus significative pour un rack de serveur est la température d'entrée de l'équipement, et non la moyenne de la pièce. Placez un capteur de température à l'avant du rack, à mi-hauteur, et enregistrez-le pendant quelques semaines. Vous verrez comment la température change avec la charge de travail et les cycles de refroidissement de la pièce, et vous pourrez utiliser ces données pour définir les seuils des ventilateurs.
Le taux de défaillance relatif augmente à mesure que la température à l'entrée du rack dépasse la plage recommandée.
Même une légère augmentation de la température d'entrée ajoute des contraintes aux composants, c'est pourquoi maintenir les racks à l'intérieur de la bande recommandée par l'ASHRAE est un plan de fiabilité pratique. Erreurs courantes à éviter :
Il existe également un argument énergétique en faveur du fonctionnement des racks près de l’extrémité supérieure de la plage recommandée. Chaque degré de surrefroidissement augmente généralement la consommation d'énergie de refroidissement d'environ 2 à 4 %, car le système de climatisation travaille plus fort pour maintenir l'espace plus froid que nécessaire. Des pratiques appropriées de ventilation et de dissipation de la chaleur complètent les mesures au niveau du rack décrites ci-dessus.
ASHRAE recommande de maintenir l'air d'entrée du rack entre 18°C et 27°C. La plupart des équipements informatiques fonctionnent de manière fiable dans cette plage ; 22-25°C est un objectif pratique pour équilibrer la sécurité et le coût énergétique.
En règle générale, environ 160 CFM par kilowatt de charge thermique avec une différence de température de 11°C. Un rack de 4 kW a donc besoin d'environ 640 CFM à travers l'entrée avant.
Il s'agit d'un panneau de ventilateur monté en rack qui évacue l'air chaud hors de l'armoire ou y introduit l'air frais. Le contrôle du thermostat active les ventilateurs uniquement lorsqu'un point de consigne de température est dépassé, ce qui permet d'économiser de l'énergie et de réduire le bruit continu du ventilateur.
Ce n'est pas obligatoire pour un seul rack, mais l'alignement des racks d'avant en avant et d'arrière en arrière empêche les gaz d'échappement chauds de recirculer dans les admissions. Un confinement complet réduit sensiblement l’énergie de refroidissement dans les grandes pièces.
Les petits placards peuvent s'en sortir avec une unité mini-split ou portable, mais les climatiseurs de fenêtre manquent de contrôle précis de l'humidité et de la température et ne peuvent généralement pas répartir l'air uniformément sur les façades des racks. Un refroidissement dédié est recommandé pour les charges informatiques continues.
Les panneaux d'obturation bloquent la recirculation du flux d'air à travers les espaces en U vides. Sans eux, l'air froid contourne les entrées d'équipement et l'air chaud retourne dans le rack, de sorte que les températures augmentent même lorsque la pièce est fraîche.
Nous sommes une entreprise principalement engagée dans la fabrication d'armoires de réseau, de chariot de charge et d'autres infrastructures.
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