Case study. Instalacja chłodzenia w obiektach Data Center

Rosnące zapotrzebowanie na przetwarzanie danych sprzyja rozwojowi obiektów typu Data Center. Jednocześnie muszą one mierzyć się z wieloma wyzwaniami, żeby zapewnić nieprzerwany dostęp do naszych codziennych usług. Jednym z kluczowych elementów gwarantujących niezawodność pracy serwerów jest właściwe chłodzenie.

1,7 megabajtów danych na sekundę

Wzrost ilości danych gromadzonych na serwerach przedsiębiorstw działających w Internecie nieustannie postępuje. Co więcej, wg szacunków firmy Salesforce, do 2020 roku ogół danych przetwarzanych przez firmy wzrośnie od 10 do 50 razy! Czyli co sekundę pojawiać się będzie 1,7 MB danych na każdego mieszkańca Ziemi, a za 3 lata ilość danych osiągnie niebotyczną wartość 44 ZB (zetta bajtów). Mówimy tu o liczbie informacji, która wkrótce przewyższy wszystko to, co ludzkość zdołała zapisać od początku swojego istnienia. Tak dramatyczny wzrost danych wymusza na przedsiębiorstwach poszukiwanie funkcjonalnych, a przy tym korzystnych finansowo systemów informatycznych. Jednym z nich jest chmura obliczeniowa. Według raportu firmy PMR, to właśnie znaczny wzrost popularności „chmury” będzie w Polsce jednym z najważniejszych trendów w outsourcingu usług IT w najbliższej przyszłości. Jedną z usług Cloud Computingu jest tzw. kolokacja czyli udostępnienie klientom wydzielonej powierzchni technicznej serwerowni wraz z niezbędną infrastrukturą telekomunikacyjną. Kolokowanie serwerów do ośrodków przetwarzania danych szybko zdobywa na popularności w naszym kraju. Zresztą nic w tym dziwnego – jest to szczególnie korzystne dla firm, które samodzielnie zakupiły sprzęt, lecz nie posiadają miejsca na jego przechowanie. Poza tym budowa własnej serwerowni oraz jej utrzymanie wiąże się z dużymi kosztami oraz ryzykiem awarii. Trzeba również pamiętać o odpowiednich zabezpieczeniach, co w dobie masowych ataków wykorzystujących złośliwe oprogramowanie jest dużym wyzwaniem. Natomiast przenosząc swoje serwery do profesjonalnego Data Center, firmy mogą liczyć na spore oszczędności (nawet 30 proc. budżetu przeznaczanego na IT), a także na gwarancję bezpieczeństwa i niemal 100 proc. dostępność do swoich danych.

“Bezpieczeństwo przede wszystkim”

Serwery pracujące 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu można śmiało określić „mózgiem” współczesnych przedsiębiorstw. To właśnie na nich przechowywane są informacje dot. najważniejszych sfer działalności firmy. Ich utrata lub brak dostępności może doprowadzić do sytuacji kryzysowej, dużych strat finansowych i wizerunkowych. Dlatego gwarancja bezpieczeństwa dla sprzętu sieciowo-serwerowego jest absolutnym priorytetem dla każdego szanującego się Data Center. Chodzi tu nie tylko o fizyczne bezpieczeństwo serwerów zapewnione przez wysoki płot, kamery i drzwi otwierane specjalną kartą ale również o zagwarantowanie optymalnej pracy urządzeń, w tym przede wszystkim zadbanie o właściwe chłodzenie serwerów. Dlaczego chłodzenie jest takie ważne? Duża ilość ciepła wydzielanego przez pracujące serwery może znacząco obniżyć ich sprawność, a w skrajnych przypadkach doprowadzić do awarii. Konieczne jest zatem stosowanie systemów chłodzących zdolnych do pracy całorocznej. W ten sposób możliwe jest utrzymanie wewnątrz serwerowni właściwej temperatury nawet wtedy, kiedy latem zalewa nas fala upałów, a zimą temperatury spadają grubo poniżej zera. W chwili obecnej najpopularniejszym sposobem na chłodzenie serwerów są konwencjonalne systemy klimatyzacyjne, które zapewniają stały dopływ schłodzonego powietrza o temperaturze rzędu 18°C. Niestety takie rozwiązanie ma swoje wady. Klimatyzator schładza bowiem całe pomieszczenie, a żeby uzyskać wymaganą temperaturę trzeba zamontować kilka, czasem nawet kilkanaście takich urządzeń, a każde z nich musi pracować przez 365 dni w ciągu roku. Efekt? Zużywają one gigantyczne ilości energii elektrycznej, do tego dochodzi jeszcze konieczność osuszania powietrza z wilgoci.

Chłodzenie bez klimatyzacji

Dlatego firma Polcom, lider rynku IT w zakresie przechowywania danych, postawiła na nowoczesne rozwiązanie DLC, polegające na chłodzeniu serwerów cieczą. System ten sprawdził się w ośrodku przetwarzania danych w Skawinie, dlatego Polcom zdecydował się zastosować go również w wybudowanym niedawno w Data Center w Alwerni – jednym z największych ośrodków przetwarzania danych w Europie. Wspomniany system DLC zakłada, że nic nie chłodzi tak skutecznie jak… ciepła woda. Okazuje się, że paradoksalnie jest w tym sporo prawdy. Proces polega bowiem na bezpośrednim odprowadzaniu ciepła wytwarzanego przez urządzenia elektroniczne przez płynącą rurociągiem ciecz. Do schłodzenia cieczy nie są wykorzystywane sprężarki, a jedynie powietrze zewnętrzne, chłodzące wymienniki ciepła, dzięki temu system chłodzenia jest w stanie przez dłuższy czas pracować w trybie „freecooling” (tryb ekonomiczny). Takie rozwiązanie pozwala znacząco oszczędzać prąd. Jednocześnie jest to bardzo skuteczny mechanizm chłodzenia – pozwala on utrzymywać temperaturę w serwerowni niższą o ok. 6°C w porównaniu do tradycyjnego systemu chłodzenia powietrzem. Warto zaznaczyć, że za chłodzenie wody w Alwerni odpowiedzialne są agregaty Turbo Core, które poruszają się na łożyskach magnetycznych. Uzyskuje się w ten sposób efekt lewitacji, który wpływa na redukcję tarcia, a co za tym idzie na zmniejszenie energii zużywanej przez agregaty.

Zastosowanie chłodzenia w systemie DLC pozwoliło nam obniżyć współczynnik PUE z poziomu 1,5 do około 1,2. Dla przykładu współczynnik PUE koncernu Google wynosi ok. 1,08 Bardzo ważny jest również fakt, że dzięki chłodzeniu serwerowni cieczą warunki pracy dla personelu obsługującego sprzęt są dużo bardziej komfortowe. Mniejszy przepływ powietrza powoduje, że w pomieszczeniu jest znacznie ciszej – tłumaczy Mateusz Borkowski z Polcomu.

Budmech dostarcza elementy do instalacji

Kluczowym elementem tej nowoczesnej instalacji jest sieć rurociągów, które umożliwiają m.in. doprowadzenie czynnika chłodniczego do serwerów. Do zbudowania tak zaawansowanej instalacji chłodniczej, firma Polcom postawiła na elementy wykonane z PVC-U, które w przeciwieństwie do tych ze stali czy miedzi są odporne na korozję, lekkie i łatwe montażu. Tym, co wyróżnia instalację Polcomu na tle większości standardowych rurociągów z tworzyw sztucznych, wykorzystywanych m.in. w przemyśle, rolnictwie, oczyszczalniach ścieków czy basenach kąpielowych, jest zastosowanie innowacyjnego Netvitc System®. Jest to modułowy system łączenia elementów instalacji za pomocą specjalnych opasek dociskowych wykonanych z tworzywa sztucznego, mocowanych za pomocą zaledwie dwóch śrub. Nowatorska konstrukcja opaski zapewnia łatwe pozycjonowanie armatury (obrót o 360 stopni) oraz możliwość bezpośredniego połączenia np. kolana z zaworem. Opaska Netvitc, wykorzystując stopniowy wzrost ciśnienia, zapewnia maksymalną szczelność  systemu. Prosty montaż pozwala na odkręcenie/dokręcenie śrub w zaledwie kilka sekund, dzięki czemu montaż i demontaż staje się łatwy i szybki, a sama instalacja dzięki przy eliminacji dodatkowych spawów czy spoin klejonych, bardziej zwarta i niezwykle lekka.  Poprowadzenie instalacji pod podłogą pozwoliło na znaczne oszczędności przestrzeni a dodatkowo umożliwia szybki i łatwy dostęp do dowolnego miejsca rurociągu. To znaczna przewaga nad standardowymi instalacjami kanałów wentylacyjnych.

Duża wytrzymałość ciśnieniowa i odporność na korozję oraz występowanie prądów błądzących sprawiają, że oferowane przez nas rozwiązania, w tym innowacyjny Netvitc System®, idealnie nadają się do transportu cieczy, w tym używanego w Alwerni glikolu. Cieszymy się, że mogliśmy dostarczyć firmie Polcom elementy niezbędne do budowy tak nowoczesnej instalacji chłodniczej. Jesteśmy przekonani, że pomogą one utrzymywać właściwą temperaturę w pomieszczeniu serwerowni przez wiele długich lat – tłumaczy Łukasz Różański, kierownik produktu w firmie Budmech.