СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ КОРИДОРОВ

СИСТЕМА С ОПОРОЙ НА ШКАФЫ И НЕЗАВИСИМАЯ (САМОНЕСУЩАЯ) СИСТЕМА

Эффективное управление тепловыделением является критически важным аспектом функционирования современных центров обработки данных (ЦОД). С ростом плотности вычислительного оборудования и повышением энергопотребления, предотвращение смешения горячих и холодных воздушных потоков становится ключевой задачей для обеспечения стабильной работы и снижения эксплуатационных расходов. Системы изоляции воздушных коридоров играют центральную роль в оптимизации систем охлаждения ЦОД, улучшая их энергоэффективность и общую надежность. Данный документ представляет сравнительный анализ двух основных подходов к организации таких систем: систем с опорой на шкафы (rack-mounted) и независимых (самонесущих) систем.

Типы систем разделения воздушных потоков
Существуют два основных типа систем изоляции воздушных коридоров, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности и сферу применения.

Система с опорой на шкафы
Система с опорой на шкафы представляет собой решение, в котором горизонтальная крыша и боковые панели крепятся к верхним балкам монтажных стоек (шкафов).

Независимая (самонесущая) система
Независимая (самонесущая) система основана на отдельном каркасе, который крепится к полу и/или потолку. К этому каркасу крепятся потолочные и стеновые панели, при этом стойки могут свободно устанавливаться и перемещаться. Эта конструкция не зависит от характеристик конкретных шкафов и обеспечивает "независимо стоящий" коридор.

Сравнительный анализ
Рассмотрим ключевые аспекты, отличающие системы с опорой на шкафы от независимых систем, чтобы выявить их преимущества и недостатки в различных подходах.

ПРЕИМУЩЕСТВА и НЕДОСТАТКИ

Система с опорой на шкафы:
Преимущества:
- Отсутствие отдельного каркаса: Крышки и двери крепятся непосредственно на стойках, что упрощает монтаж и уменьшает начальные затраты.
- Простота интеграции: Такая система может быть собрана с существующими рядами стоек без значительных перестроек.
Недостатки:
- Жесткая привязка к конфигурации: Конфигурация коридора жёстко привязана к положению и размерам стоек. Любые изменения (добавление или перестановка шкафов) потребуют демонтажа или доработки элементов коридора.
- Ограниченная адаптивность: Этот подход плохо приспособлен к варьированию высот шкафов и не рассчитан на быструю переналадку инфраструктуры.

Независимая (самонесущая) система:
Преимущества:
- Высокая гибкость и масштабируемость: Каркасная конструкция обеспечивает поэтапную установку оборудования (модель “pay-as-you-grow”) и легко интегрируется со шкафами разных брендов и высот.
- Независимость от оборудования: Оборудование можно перемещать независимо от целостности коридора, что упрощает ремонт и модернизацию.
- Сертификация и пожаротушение: Такие системы обычно сертифицируются по нормативам безопасности (например, FM Global) и обеспечивают развитые опции пожаротушения (например, откидные панели).
Недостатки:
- Дополнительный каркас: Требуют дополнительного несущего каркаса, что увеличивает сложность монтажа и начальные капиталовложения.
- Время установки: Полностью сборная конструкция требует больше времени на установку и может потребовать крепления к основанию помещения.
- Избыточность для малых проектов: При малом объёме проекта такая система может оказаться избыточной.

Влияние на теплообмен и эффективность охлаждения
Оба подхода направлены на повышение эффективности охлаждения путем разделения холодных и горячих воздушных потоков. Изоляция коридоров предотвращает смешение потоков и снижает локальные перегревы, что повышает энергоэффективность ЦОД. Независимая система, благодаря плотности обшивки сверху и целостному каркасу, может обеспечить более равномерное распределение воздуха и свести к минимуму утечки (особенно при смешанных рядах стоек). Применение улавливания и возврата горячего воздуха, например, позволяет увеличить эффективность системы охлаждения более чем на 30%.

Надежность конструкции
Надёжность любой системы зависит от качества её сборки и материалов. Независимая конструкция обычно рассчитана на нормативные нагрузки и включает жёсткое крепление к полу/потолку, что обеспечивает стабильность коридора.
Крыши с откидными панелями (используются для развода воды и тепла при пожаре) имеют сертификаты по безопасности (FM Global).

Система с опорой на шкафы полагается на стойки; устойчивость коридора в таком случае определяется жесткостью и выравниванием самих шкафов. При неравномерной загрузке стоек или смещении одной из них возможны локальные деформации. Более того, монтаж системы на стойки часто требует сверления отверстий или применения специальных креплений, что усложняет процедуру установки.

Стоимость установки и эксплуатации
CAPEX (капитальные затраты):
Решения с опорой на шкафы обычно дешевле на старте, так как не требуют строительства отдельного каркаса. Самонесущие системы требуют больших начальных вложений в каркас и крепежные элементы. Однако для многофазных проектов более выгодна независимая система, поскольку все элементы безопасности и сертификации (огнезащита, герметичность и пр.) устанавливаются единоразово. В противоположность этому, решения с опорой на шкафы при увеличении емкости коридора может потребовать повторной сдачи системы пожарной безопасности и дополнительных монтажных работ (при каждом добавлении новых стоек).

OPEX (эксплуатационные затраты):
Оба типа изоляции коридоров сокращают расходы на охлаждение за счёт увеличенной эффективности (меньшего смешения потоков). Кроме того, наличие изолированного коридора позволяет повысить плотность тепловыделения на стойку. В среднесрочной перспективе независимая система может снижать OPEX благодаря простоте масштабирования и отсутствию простоев при перестройке.

Гибкость и адаптивность к изменениям

Система с опорой на шкафы:
Конфигурация коридора фиксирована по рядам стоек. Изменения требуют демонтажа частей коридора и тонкой подгонки новых элементов под существующие шкафы. В моделях с разной высотой стоек такие системы сложно адаптировать без доработок.

Независимая система:
Обеспечивает максимальную гибкость. Благодаря модульной конструкции коридор можно собирать с учетом различных стоечных рядов. Решение поддерживает поэтапное развертывание оборудования (расширение по мере роста нагрузки). Стойки различной высоты и от разных производителей легко устанавливаются под каркасом: достаточно сдвинуть или раздвинуть алюминиевые балки для уплотнения швов. При этом можно перемещать целые стойки с оборудованием, не разбирая коридор, поскольку самонесущая конструкция допускает свободную расстановку ИТ-компонентов. Такое решение обеспечивает «плавающую» компоновку ЦОД, что важно для модернизации и интеграции новых технологий.

SYSMATRIX LAB

Если строить инфраструктуру с прицелом на будущее — нужна независимая система. Она даёт свободу — для модернизации и роста, адаптации и инженерии без ограничений.

Перспективы и востребованность
На глобальном рынке наблюдается тенденция к использованию масштабируемых, перспективных (future-proof) решений, особенно в крупных коммерческих и гиперскейл-ЦОД. Мировые вендоры подчеркивают преимущества свободностоящих систем как наиболее перспективных для динамично растущей инфраструктуры. Многие заказчики, по опыту производителей, уже требуют «чрезвычайно масштабируемых конструкций», способных адаптироваться к неизвестному заранее оборудованию. Это соответствует стратегии поэтапного расширения и оптимизации расходов.

В российской практике сохраняется спрос на оба подхода. Системы с опорой на шкафы популярны при ограниченном бюджете и фиксированной планировке; их часто выбирают для небольших или одноплановых ЦОД, где важна минимальная стоимость и простота конструкции. Однако при проектировании новых московских ЦОД, где требуются отказоустойчивость и возможности масштабирования, растёт интерес к самонесущим решениям. Они удобны для модернизации уже действующих площадок и полностью соответствуют приоритетам по гибкости и экономии OPEX. Таким образом, перспективы рынка склоняются в сторону модульных систем с отдельной несущей конструкцией, особенно в сегменте крупных корпоративных и распределённых ЦОД.

Вывод и рекомендации
Система с опорой на шкафы выгодна низкой стоимостью и простотой первоначальной установки, но менее адаптивна к изменениям. Независимая самонесущая система требует больших CAPEX на старте, но обеспечивает более высокую гибкость, масштабируемость и долгосрочное снижение эксплуатационных затрат.

Оба подхода повышают эффективность охлаждения, однако выбор оптимального решения зависит от приоритетов проекта:
- Для проектов с акцентом на удобство обслуживания, будущую масштабируемость ИТ-инфраструктуры и высокую отказоустойчивость предпочтительна самонесущая система. Это особенно актуально для крупных корпоративных и гиперскейл-ЦОД, а также для модернизации существующих площадок.
- При стабильной конфигурации ЦОД со строгим ограничением бюджета и нацеленности на минимальные первоначальные затраты оптимальным выбором может быть система на опорах шкафов. Этот вариант хорошо подходит для небольших ЦОД с фиксированной планировкой.
В конечном итоге, решение должно приниматься на основе всестороннего анализа требований к проекту, текущего бюджета, планов по росту и модернизации инфраструктуры.

SYSMATRIX: АРХИТЕКТУРА ПОРЯДКА В МИРЕ ХАОСА!