Latvijas vasaras nav visparedzamākās un vienmēr vispiemīlīgākās no laika apstākļu viedokļa, bet, kad runa ir par datu centru dzesēšanu, tad mūsu vēsais klimats ir gana pateicīgs. Ārējās vides temperatūras izmantošana jeb air-to-air free cooling ir tikai viens no datu centru dzesēšanas veidiem, bet šobrīd tas ir viens no inovatīvākajiem risinājumiem un piedzīvo savu zvaigžņu stundu gan Eiropā, gan Amerikā. Galvenā priekšrocība šim dzesēšanas veidam ir ārkārtīgi zemās lietošanas izmaksas, kas ļauj iegūt līdzekļu ekonomiju ilgtermiņā, turklāt šāds dzesēšanas veids ir viens no videi draudzīgākajiem.
Vispirms jau jāsaka, ka pastāv divas – un visai fundamentāli atšķirīgas – iespējas, kā šo metodi pielietot datu centru dzesēšanai. Viena no iespējām – ielaižot āra gaisu datu centra telpās, to dzesējot vai nedaudz uzsildot. Otrs variants – āra gaiss tiek laists caur siltummaini, kurā temperatūra tiek nodota no āra gaisa uz datu centra gaisu. Āra gaiss netiek novadīts uz datu centra telpu, bet tiek padots uz āru. No tā arī izriet nosaukums air-to-air free cooling, jo pārsvarā dzesēšanas procesā tiek izmantots tikai aukstais āra gaiss, kas ir par brīvu, kā zināms.
Pirmais air-to-air dzesēšanas veids šobrīd piedzīvo savu popularitātes vilni Eiropā un Amerikā, taču tā izmantošanai ir zināmi ierobežojumi. Viens no ierobežojumiem ir mitrums. Ir vietas, kur vidējais mitruma līmenis gadā ir ļoti augsts. Un nemaz nav tālu jāmeklē. Paveramies pa logu. Kas tad tur notiek? Slapjš sniegs, lietus, mitrums. Tādi apstākļi kā pie mums, Baltijas valstīs vai Skandināvijā, diktē savus noteikumus un saka – nē, mums neder air-to-air metode, kur datu centra telpās gaisu ielaiž no āra. Šādos klimatiskos apstākļos šis risinājums nav izmantojams.
Vislabāk un efektīvāk tas strādā vietās, kur ir sauss gaiss – tuksnešu, stepju zonās, kur vidējais mitruma līmenis gadā ir vien 30%. Kāpēc tā? Vienkārši tāpēc, ka jebkurā datu centrā ir jāuztur konstants mitruma līmenis – starp 40 un 60 procentiem. Ja ārējā gaisa mitruma līmenis ir ļoti augsts, kā, piemēram, Baltijas valstīs pēc lietus (ap 80–100%), tad gaisu ir nepieciešams sausināt, kas ir dārgs process no elektroenerģijas patēriņa viedokļa. Savukārt tuksnešos mitruma līmenis vidēji gadā ir vien ap 30%, un gaisu, tieši pretēji, ir nepieciešams mitrināt. Un tas jau vairs nav tik dārgi un tik sarežģīti. Lūk, tāpēc mūsu platuma grādos šo risinājumu nav prātīgi īstenot. Šā risinājuma nepopularitāti mūsu apstākļos būtiski veicina tas, ka pastāv risks kopā ar ārējo gaisu ievadīt telpā citas nevēlamas vielas – dūmus, sodrējus, putekļus u. c. netīrumus. Piemēram, ja datu centra telpās nejauši ieplūst dūmi, tad var iedarboties ugunsdzēsības signalizācija. Dzesēšanai tiks padota gāze, līdz ar to tas atnesīs vairāk ļaunuma nekā labuma un galu galā izmaksās ļoti dārgi.
Pie mums ir izmantojams otrs air-to-air dzesēšanas veids – nesajaucot āra gaisu ar datu centra telpas gaisu, starp tiem atrodoties siltummainim, kas tādejādi āra aukstumu pārnes uz iekšu. Pie mums šāds risinājums ar laiku var izrādīties pat ļoti populārs, jo Latvijā ir ļoti zema vidējā gaisa temperatūra un aukstais periods pie mums ilgst astoņus, deviņus mēnešus gadā, kas šo risinājumu ļauj izmantot ļoti efektīvi. Parastai air-to-air iekārtai atkarībā no laikapstākļiem ir pieejami trīs režīmi, kuros tā spēj strādāt. Pirmais režīms – sistēma strādā, izmantojot siltummaini, tajos sešos, septiņos mēnešos gadā, kad ārgaisa temperatūra ir zemāka par to, kas jāuztur datu centra aukstajā ailē ( +22° līdz +24°C). Praktiski visās naktīs pavasarī un rudenī, kā arī agra pavasara un vēla rudens dienās un, protams, ziemā visu diennakti mūsu klimatiskajos apstākļos sistēma darbojas tieši iepriekšminētajā režīmā – izmantojot siltummaini. Otrais režīms seko līdzi āra gaisa temperatūrai, un, ja tā ir nedaudz zemāka nekā nepieciešamā temperatūra datu centra telpā, tad gaiss tiek mitrināts, izmantojot ūdens padevi. Ūdens, to gaisā iztvaicējot dzesēšanas iekārtā, dzesē telpas gaisu, līdz ar to arī ir radies nosaukums – adiabātiskās dzesēšanas princips.
Trešajā režīmā, siltos laikapstākļos, iekārta nodrošina datu centru dzesēšanu, izmantojot iebūvētu kompresoru jaudu. Pēc šāda principa air-to-air free cooling dzesēšanas iekārta tiek darbināta vēlā pavasarī, vasarā un agrā rudenī. Pirmajā režīmā datu centra dzesēšana strādā vidēji 60%, otrajā – 25%, trešajā – 15% no gada kopējā stundu skaita. Dzesēšanai nepieciešamais elektroenerģijas patēriņš no kopējās Datu centra patērētās elektroenerģijas režīmiem ir aptuveni 4%/6%/50%. Tas nozīmē, ka pirmajā režīmā IT iekārtu ar kopējo slodzi, piemēram, 100 kW atdzesēšanai būs jāiztērē tikai 4 kW elektroenerģijas. Otrajam un trešajam režīmam jāpierēķina neliels ūdens patēriņš, kas kopējās dzesēšanas izmaksas ietekmē nebūtiski. Vadošie šāda tipa iekārtu ražotāji norāda, ka sasniedzamais elektroenerģijas minimālais patēriņš dzesēšanai no kopējās Datu centra patērētās elektroenerģijas ir 12%–14%. Šis rādītājs var mainīties atkarībā no konkrētā gada vidējās temperatūras un datu centra izvietojuma vietas, bet šie faktori uzlabo vai pasliktina jebkura dzesēšanas veida efektivitāti.
Abiem air-to-air datu centru dzesēšanas veidiem pastāv ierobežojumi. Tātad – datu centram ir jābūt ar pietiekami lielu jaudu. Lielie iekārtu ražotāji, veicot aplēses, kad šāda veida dzesēšana atmaksājas, ir nonākuši pie secinājuma – datu centram ir jābūt ar vismaz 100 kW IT iekārtu kopēju konstantu slodzi, kas ir ekvivalents 25–40 statņu datu centram, ņemot vērā, ka katra atsevišķa servera slodze mainās. Ja datu centrs ir mazāks, tad labāk tomēr izmantot citas tehnoloģijas un tradicionālākas metodes.
Te der atgādināt, kādas tad ir tradicionālākās datu centru dzesēšanas metodes. Praktiski zināmākās ir dzesēšana ar sausajiem dzesētājiem (dry cooler) vai dzesēšana ar čilleriem (chillers), kas aprīkoti ar free cooling funkciju. Free cooling, vārda tiešajā nozīmē tulkojot, ir dzesēšana par brīvu. Šis dzesēšanas veids tiek lietots valstīs, kurās ir zema vidējā gaisa temperatūra. Ar ko tā atšķiras no air-to air free cooling tehnoloģijas? Funkcijas ir ļoti līdzīgas, vienīgi starp iekšējo un ārējo dzesētāju parasti cirkulē šķidrums – ūdens ar vismaz 35% etilēna glikola saturu. Šķidruma sastāvam ir jābūt minētajās proporcijās, lai tas nesasaltu ziemas apstākļos. Šis arī skaitās efektīvs tradicionālais dzesēšanas veids mūsu platuma grādos. Bez tā pastāv arī freona dzesēšana, kur netiek izmantots free cooling, bet gan kompresora regulēšanas diapazons. Kompresors strādā visu laiku, tikai mainās tā jauda no 0 līdz 100%. Iepriekš minēto dzesēšanas veidu gadījumā nepieciešamais elektroenerģijas patēriņš veido 30%–35% no kopējās datu centra patērētās elektroenerģijas.
Atgriežoties pie air-to-air free cooling dzesēšanas metodes, tāpat ir svarīgi zināt, kādām ēkām to var pielietot. Esošās ēkās to ierīkot ir sarežģīti, reizēm pat neiespējami, jo iekārtas ir diezgan lielas, kā arī ir nepieciešamas lielas gaisa atveres, līdz ar to rekonstruējamo ēku ir diezgan grūti pielāgot šādam datu dzesēšanas veidam. Ļoti ērti un salīdzinoši vienkārši šādu dzesēšanas veidu ir uzstādīt jaunā ēkā, jo tā jau sākotnēji tiek konstruēta datu centra vajadzībām un visas ar dzesēšanas iekārtām saistītās prasības ir iespējams paredzēt projekta izstrādes stadijā.
Ja Jums ir iespēja brīvi izvēlēties datu centra izvietojuma vietu ar zemu vidējo mitruma līmeni, tad izvēle kritīs par labu pirmajam veidam – ielaižot āra gaisu datu centra telpās, to dzesējot vai nedaudz uzsildot. Tieši šādā veidā dzesēšanu savam datu centram Prinevillā, ASV, nodrošina viens no nozares līderiem – Facebook. Savukārt mūsu klimatiskie apstākļi nosaka, ka, būvējot datu centru šeit, jāizvēlas vai nu tradicionālās dzesēšanas metodes, vai jāseko pasaules tendencēm un jāizvēlas air-to-air free cooling metode numur divi, kur galvenā priekšrocība ir izmaksu ietaupījums ilgtermiņā. Salīdzinot ar tradicionāliem dzesēšanas veidiem, air to air freecooling ir divreiz izdevīgāks no izmaksu viedokļa pie gandrīz vienādiem kapitālieguldījumiem datu centros, kuru IT jauda ir, sākot no 100 kW.
