28.11.2025
Рост удельной мощности вычислительного оборудования изменил постановку задачи охлаждения. Стойка с сетевым оборудованием и системами хранения невысокой плотности потребляет 3–5 кВт. Стойка с современными серверами в плотной компоновке — 10–20 кВт. Конфигурации под задачи машинного обучения с ускорителями выходят на десятки киловатт, а отдельные исполнения — свыше 100 кВт на стойку.
Разница между этими значениями не количественная, а качественная: она означает смену принципа отвода тепла.
Физическая граница воздушного охлаждения
Ограничение воздушных схем следует из теплофизических свойств воздуха. Удельная теплоёмкость воды примерно в четыре раза выше, чем у воздуха, а по объёмной теплоёмкости разница составляет более трёх порядков — из-за различия плотности почти в тысячу раз.
Практическое следствие: для отвода одной и той же тепловой мощности объёмный расход воздуха должен быть в тысячи раз больше объёмного расхода воды. При мощности стойки 30 кВт и выше требуемый расход воздуха приводит к скоростям в проходах и к затратам на его перемещение, которые делают схему неэффективной, а при дальнейшем росте — нереализуемой.
Существенно, что ограничение относится именно к плотности, а не к суммарной мощности. Зал на 1 МВт при 5 кВт на стойку охлаждается воздухом; зал на 1 МВт при 50 кВт на стойку — нет.
Ступени решений по возрастанию плотности
До 5 кВт на стойку: периметральное охлаждение с подачей под фальшпол. Путь воздуха измеряется метрами, часть потока смешивается, но запаса по расходу достаточно.
От 5 до 20 кВт: внутрирядное охлаждение с изоляцией коридора. Кондиционер устанавливается в ряду, путь воздуха сокращается до долей метра, распределение холода становится предсказуемым независимо от положения стойки в ряду.
От 20 до 40 кВт: тыльные теплообменники — двери шкафа с водяным теплообменником, через которые проходит выходящий из оборудования воздух. Промежуточное решение: теплоноситель приближается к нагрузке, но само оборудование остаётся воздушно охлаждаемым.
Свыше 40 кВт: прямое жидкостное охлаждение. Теплоноситель подводится непосредственно к тепловыделяющим элементам через теплосъёмные пластины, установленные на процессорах и ускорителях. Отдельное направление — погружное охлаждение, при котором оборудование помещается в диэлектрическую жидкость.
Что меняется в инженерной инфраструктуре
Переход к жидкостному охлаждению затрагивает не только систему холода.
Появляется гидравлический контур с распределительными узлами, насосами, теплообменниками и системой контроля протечек — подсистема, которой в воздушной схеме не существует.
Меняются требования к машинному залу: несущая способность перекрытий, трассы трубопроводов, организация обслуживания.
Растёт нагрузка на систему электропитания в расчёте на единицу площади. Стойка на 50 кВт требует соответствующей ёмкости распределения: блоки распределения питания трёхфазного исполнения от 64 А и выше, распределительные шкафы с достаточным количеством отходящих линий и ИБП с высокой плотностью мощности. Платформа MIR5 производства MIROTEK с модулями 100 кВт имеет максимальную мощность в одном конструктиве 1200 кВА при ширине 2000 мм — показатель, соответствующий требованиям высокоплотных залов.
Меняются требования к конструктиву: масса стойки с жидкостным охлаждением и подведённым контуром выше, что делает значимым параметр несущей способности. Линейка RCS производства MIROTEK имеет статическую грузоподъёмность 1800 кг с возможностью модернизации до 2500 кг, что полностью отвечает тенденциям рынка.
Что не отменяется
Переход к жидкостному охлаждению части нагрузки не отменяет воздушного контура. В смешанных залах сохраняется оборудование, которое охлаждается воздухом, и часть тепла от жидкостно охлаждаемых стоек также отводится в воздух. Соответственно сохраняются требования к изоляции коридоров, к перфорации дверей и к целостности теплового контура — панели-заглушки и щёточные вводы остаются обязательными элементами.
Практический вывод
Решение о схеме охлаждения принимается по расчётной мощности на стойку и по перспективе её роста, а не по суммарной мощности объекта. При проектировании нового зала имеет смысл закладывать возможность подвода жидкостного контура к части рядов, даже если первая очередь охлаждается воздухом: дооснащение существующего зала гидравликой обходится существенно дороже, чем закладка трасс на этапе строительства.
