データセンターのキャビネットを冷やすためのエアコンの使用方法、気候制御
ネットワークデバイス、特にサーバーは、限られたエリア内でかなりの熱を発生します。テクノロジーの進歩により、最新のサーバーはよりコンパクトになり、より高速なCPUを備えているため、熱出力が増加しています。この熱は、適切に管理されていない場合、データセンターの気候制御システムにストレスを与える可能性があります。実際、中規模のデータセンターのコンポーネントによって生成される熱は、冬の間に家を暖めるのに必要な熱に匹敵する可能性があります。
サーバーやその他のネットワーク機器が過熱すると、故障したり、寿命が短くなったりする可能性があります。熱による損傷はすぐには気付かないかもしれません。ネットワークノードのクラッシュやハードウェア障害などの問題を引き起こし、ダウンタイムが長引く可能性があります。サーバールームには、一般的に強力なエアコンや高床式冷却システムなどの特殊な冷却システムが設置されており、高い冷却要求に対応しています。ただし、ネットワーク機器を収容する個々のキャビネットに十分な換気を確保することも不可欠です。データセンターの温度が低くても、空気の分布が最適でないと、キャビネットが過熱する可能性があります。
サーバーキャビネットを冷却する最良の方法
ドアのミシン目、キャビネットのサイズ、コンポーネントの種類など、いくつかの変数がキャビネット内の温度に影響を与えます。適切なエアフローを確保することは、ネットワーク機器を冷却する最も簡単な方法です。目的は、各サーバー、ルーター、およびスイッチが、キャビネット内の位置に関係なく、適切な冷却空気を受け取るようにすることです。機器メーカーはこの分野で最小限のガイダンスを提供していますが、いくつかの基本的な方法はキャビネットの換気を最適化するのに役立ちます。
1.キャビネットのドアを通る空気の流れを強化します
良好なエアフローを確保するために、ほとんどのサーバーメーカーは、キャビネットドアの前面と背面に少なくとも63%の空き領域を設けることを推奨しています。これは、キャビネットのドアを完全に取り外すか、穴あきドア付きのキャビネットを使用することで実現できます。ほとんどのサーバーとネットワークデバイスにはファンが内蔵されているため、データセンターに熱負荷を処理するための適切な空調があると仮定すると、開いたドアまたは穴の開いたドアは十分な換気を提供することがよくあります。さらに、側壁のあるキャビネットを使用すると、1つのキャビネットからの空気が隣接するキャビネットからの熱風と混ざり合うのを防ぐことができます。
2. 必要な対流冷却のタイプを決定する
2.1自然対流冷却:
キャビネット周辺の周囲温度が内部温度よりも低い場合、熱は暖かい環境から冷たい環境に自然に伝達されます。この簡単な方法は、キャビネットの壁から自然に熱が放出されることに依存しています。ただし、特に温度差がコンポーネントを適切に冷却するのに十分でない場合は、効果が低くなることがよくあります。
2.2強制対流冷却:
ファンまたはブロワーは、これらの領域間の境界での抵抗を減らすことにより、高温領域から低温領域への熱伝達を強化できます。ファンは、強制対流冷却のための手頃な価格のソリューションを提供し、内部温度を下げるのに役立ちます。しかし、外気に埃や油などの汚染物質が含まれていると、電気部品に付着する可能性があります。このような場合は、閉ループの空対空熱交換器を使用することをお勧めしますが、冷却は依然として周囲温度に依存しています。
2.3アクティブ対流冷却:
自然対流または強制対流でコンポーネントが十分に冷却できない場合は、**エアコン**が必要になる場合があります。エアコンは閉ループ制御システムで作動するため、部品が汚れや液体などの環境要因から保護する必要がある場合に不可欠です。LeipoleのLP4000N-1のようなエンクロージャーは、部屋全体やデータセンターではなく、エンクロージャーのみを冷却することでエネルギーを節約できます。冷却能力の計算は、適切なサイズのエアコンを選択するための重要なステップです。キャビネットエアコンの冷却能力は、300〜6,000ワット(1,000 BTU /時から20,000 BTU /時)の範囲です。お客様のニーズに適したシステムを選択するには、正確な計算が必要です。
3. 最適な機器配置とサーバーファン
キャビネットに過負荷をかけないでください。通常、容量の約75〜80%まで満たすだけで十分です。サーバーの列間に少なくとも 1U のスペースを確保して、前面から背面への適切な換気を確保します。機器とキャビネットの前面および背面との間に少なくとも4cmの間隔を空けてください。ブランキングパネルを使用してキャビネット内の未使用のスペースを塞ぎ、熱い空気と冷たい空気が混ざるのを防ぎます。ファンを設置してキャビネット内の空気を積極的に循環させることで、換気を改善します。最も一般的なタイプのキャビネットファンは、キャビネットの上部に取り付けられたファンパネルで、下部から空気を吸い込むか、ドアから吹き出します。特定の領域をターゲットに冷却するには、キャビネット内に取り付けられたファンまたはファンパネルを使用します。
4. 温度監視
コンポーネントが安全な温度範囲で動作するようにするには、キャビネット内の状態を監視します。ここでは、いくつかの方法をご紹介します。
シンプルな温度計:キャビネットに温度計を置き、定期的に温度を読み取ります。この方法は安価ですが、温度が高すぎる場合は手動制御が必要です。
サーモスタット： サーモスタットは、キャビネットの温度が事前設定された制限を超えると自動的にファンを作動させ、手動の介入なしに温度を安全な範囲内に保ちます。
SNMP センサーと IP アクセス可能なセンサー: M1anyネットワークデバイスには、内部温度を示すSNMPまたはIPアクセス可能なセンサーが組み込まれています。この方法は、これらのセンサーが温度が最も重要な場所に配置され、高度な冷却戦略と技術インサイト基本および中間の冷却技術を超えて、高度な戦略と技術により、サーバーキャビネットの気候制御をさらに最適化できます。ここでは、考慮すべきその他の方法とイノベーションをいくつか紹介します。
5. 液冷ソリューション
ダイレクト・トゥ・チップ液冷:
Direct to Chip液体冷却では、CPUやGPUなど、サーバーの最も高温のコンポーネントにクーラントを直接循環させます。この方法は、熱源から直接熱を除去するため、非常に効率的であり、より高い性能と信頼性を実現します。
液浸冷却:
浸漬冷却では、サーバーを熱伝導性があるが電気的に絶縁性のある液体に浸します。この方法は、優れた冷却効率を提供し、空調の必要性を大幅に減らすことができます。液浸冷却は、従来の空冷方法では不十分な高密度データセンターに特に効果的です。
6.ホットアイル/コールドアイルの封じ込め
ホットアイルコンテインメント:
ホットアイル封じ込めシステムでは、サーバーキャビネットから排出される熱風は封じ込められ、他のサーバーの冷却インテークから遠ざけられます。このアプローチにより、熱気と冷気が混ざり合うのを防ぎ、空調システムの効率を向上させます。
コールドアイル封じ込め:
コールドアイルコンテインメントでは、特定のアイル内に冷気を封じ込め、それをサーバーのインテークに導きます。これにより、冷気のみがサーバーに到達するようになり、冷却効率が最大化され、空調システムの負荷が軽減されます。
7.フリークーリング
エアサイドエコノマイザー:
エアサイドエコノマイザは、機械的な冷却の必要性を減らすために、冷たい外気を取り入れます。外部の温度がデータセンター内の温度よりも低い場合、これらのシステムは自然冷却を活用することでエネルギーコストを大幅に削減できます。
水サイドエコノマイザー:
水側エコノマイザは、川や湖などの冷たい外部水源を使用して、冷却システムで使用される水の温度を下げます。この方法は、気候が涼しい地域で特に効果的です。
8. 高度な監視・管理システム
DCIM(データセンターインフラストラクチャ管理)ツール:
DCIMツールは、電力、冷却、環境条件など、データセンターインフラストラクチャの包括的な監視と管理を提供します。これらのツールは、リアルタイムのデータと分析を通じて、冷却システムのパフォーマンスと効率を最適化するのに役立ちます。
AIと機械学習:
人工知能と機械学習を使用して、冷却要件を予測し、気候制御システムを最適化できます。AIアルゴリズムは、過去のデータと現在の状況を分析することで、リアルタイムで調整を行い、冷却効率を向上させ、エネルギー消費を削減できます。
エネルギー効率の高い慣行の実施
空調システムと空調システムの有効性をさらに高めるには、次のエネルギー効率の高い方法の実装を検討してください。
定期メンテナンス:
空調ユニットと冷却システムの定期的なメンテナンスは、それらが最高の効率で動作するようにするために重要です。これには、フィルターのクリーニング、漏れのチェック、すべてのコンポーネントが正しく機能していることを確認することが含まれます。
エネルギー効率の高い機器:
エネルギー効率の高いエアコンと冷却装置に投資します。SEER(Seasonal Energy Efficiency Ratio)の評価が高く、その他の省エネ機能を備えたユニットを探してください。
最適化されたエアフロー管理:
サーバーキャビネットとデータセンター内の空気の流れに障害物がないことを確認してください。ブランキングパネルを使用して、空のラックスペースを埋め、熱い空気と冷たい空気が混ざるのを防ぎます。
温度設定値:
データセンターの温度を必要以上に低く設定しないでください。ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)は、冷却効率と機器の安全性のバランスが取れたデータセンターの最適な温度範囲に関するガイドラインを提供しています。
ライポールの説明
*エアコン付きサーバーキャビネット:
データセンターの外部にサーバーやIT機器を収容する必要がある場合、特に冷却インフラストラクチャがない過酷な環境では、Leipole IP54 / 4000N-1キャビネットが最適なソリューションです。CNC制御の空調ユニット(1,705〜13,650 BTUまたは500〜4,000ワットのサイズ)は、最大55°Cの温度でも機器を冷却します。 このユニットは、幅広い環境で使用できるように設計されています。また、閉じた冷却回路により熱の蓄積を排除します。密閉されたケーブルエントリは、暖かい周囲空気との空気交換を防ぎます。機器を設置し、空調ユニットを接続するだけで、完全な自己完結型のスタンドアロンのマイクロデータセンターができあがります。内部蒸発器が結露を解消するため、設置作業は必要ありません。
