Как посчитать тепловыделение сервера и нагрузку на кондиционер

В кабинет ставят PowerEdge T710 с двумя блоками питания по 1100 Вт. Электрик складывает номиналы и требует кондиционер минимум на 2,2 кВт только для сервера. Расчёт выглядит убедительно. Но он неверен.

Резервные блоки питания складывать не нужно. Для расчёта охлаждения берут мощность, которую сервер потребляет из розетки под рабочей нагрузкой. Снимите показание через iDRAC или внешний измеритель, переведите в тепло и добавьте остальные теплопритоки кабинета.

Сколько тепла выделяет сервер #

Почти вся электроэнергия, которую потребил сервер, превратится в тепло. Для расчёта хватит двух формул:

Тепловыделение, Вт ≈ потребление сервера, Вт

Тепловыделение, BTU/ч = потребление сервера, Вт × 3,41214

Коэффициент 3,41214 указан в инструкции Intel по расчёту тепловыделения серверных систем. Каждые дополнительные 100 Вт нагрузки дают около 341 BTU/ч тепла.

Допустим, Вы измерили потребление одного сервера в трёх режимах:

Режим	Потребление	Тепловыделение
Простой	300 Вт	1024 BTU/ч
Обычная работа	600 Вт	2047 BTU/ч
Тяжёлая задача	900 Вт	3071 BTU/ч

Это расчётный пример, а не характеристики конкретной модели. Подставьте показание своего сервера. Если нагрузка выросла на 250 Вт, тепловыделение увеличилось примерно на 853 BTU/ч.

Проблема начинается, когда вместо измеренного потребления в формулу подставляют номинал блоков питания.

Почему два блока по 1100 Вт не дают 2200 Вт тепла #

Мощность на корпусе блока питания показывает, сколько он способен отдать компонентам. Это предел блока, а не постоянное потребление сервера из розетки.

В PowerEdge T710 каждый блок рассчитан на 1100 Вт. При этом Dell указывает для T710 максимальное тепловыделение 3753 BTU/ч при питании 230 В. Переведём это значение обратно в ватты:

3753 ÷ 3,41214 ≈ 1100 Вт

Если сложить номиналы двух блоков, выйдет 2200 Вт, или 7507 BTU/ч. Это вдвое больше максимума 3753 BTU/ч, который Dell приводит для T710 при 230 В.

Второй блок создаёт резервный путь питания. Второго комплекта процессоров, памяти и дисков от этого не появляется — сервер выполняет ту же работу. Поэтому считать тепловыделение как 2 × 1100 Вт нельзя лишь потому, что сзади установлены два БП.

Номиналы БП нужны для проверки схемы питания, разъёмов и отказоустойчивости. Эту задачу мы отдельно разобрали в материале про расчёт мощности ИБП для PowerEdge R710 и R820. Для кондиционера нужны другие данные: фактическое потребление сервера или документированное максимальное тепловыделение всей системы.

Как снять потребление через iDRAC #

На PowerEdge с iDRAC9 найдите метрику SystemPowerConsumption. В документе Dell Telemetry Streaming with iDRAC9 — Power and Thermal Metrics она обозначает текущее потребление всей системы.

Потоковая телеметрия работает с iDRAC9 версии 4.00.00.00 и лицензией Datacenter. Dell поддерживает передачу показателей через Subscription, SSE или Rsyslog. Если нужной лицензии или версии прошивки нет, возьмите показания из интерфейса управления либо подключите внешний измеритель мощности на вводе сервера.

Снимите два значения:

• потребление в обычный рабочий час;
• потребление во время самой тяжёлой штатной задачи.

Для расчёта кондиционера берите большее. Замер в простое даст аккуратное, но бесполезное число: резервное копирование, отчёт 1С или расчётная задача поднимут потребление, а вместе с ним и тепловыделение.

В той же телеметрии Dell есть показатели, по которым можно проверить охлаждение после установки:

• SysRackTempDelta — разница температур воздуха на входе и выходе сервера;
• SysAirflowUtilization — доля используемого воздушного потока;
• TotalPSUHeatDissipation — тепло от потерь в блоках питания.

Не подменяйте SystemPowerConsumption последней метрикой. TotalPSUHeatDissipation учитывает только потери в БП, а не потребление всей системы.

Как понять, выдержит ли кабинет ещё один сервер #

Кондиционер отводит тепло не только от PowerEdge. Нагрузку создают другая техника, ИБП, освещение, люди, окна и наружный воздух. Значения берут из замеров, паспортов оборудования или теплотехнического расчёта помещения.

Сначала посчитайте доступный остаток холода:

Доступный остаток холода =
холодопроизводительность кондиционера − остальные теплопритоки

Новый сервер помещается в этот остаток, если его максимальное измеренное потребление не превышает полученное значение.

Возьмём кабинет с кондиционером на 2,5 кВт. Остальное оборудование и помещение дают 1,2 кВт тепла. Сервер в пике потребляет 600 Вт, то есть 0,6 кВт.

2,5 − 1,2 − 0,6 = 0,7 кВт

После установки останется 0,7 кВт холодопроизводительности. Сам сервер добавит:

600 × 3,41214 = 2047 BTU/ч

Теперь поменяем одно условие. При прочих теплопритоках 2,1 кВт баланс уйдёт в минус:

2,5 − 2,1 − 0,6 = −0,2 кВт

Не хватает минимум 0,2 кВт холодопроизводительности. Причём здесь ещё нет проектного запаса на жару, грязные фильтры и отказ оборудования. Его размер определяет проектировщик с учётом помещения и схемы резервирования.

Для нашего примера граница ясна: кондиционера на 2,5 кВт хватит для сервера с пиковым потреблением 600 Вт, только если остальные теплопритоки ниже 1,9 кВт.

Если Вы считаете несколько стоек, горячие и холодные коридоры или вентиляцию, потребуется полный расчёт серверного охлаждения. Простая арифметика кабинета не покажет, доходит ли холодный воздух до входа каждого шасси.

Паспортные 2,5 кВт ещё не гарантируют нормальную температуру #

Положительного баланса недостаточно, если горячий воздух возвращается к передней панели сервера, а кондиционер охлаждает дальний угол кабинета.

В документе Dell по тепловому дизайну PowerEdge R610, R710 и T610 указан рабочий диапазон от 10 до 35 °C. Для отдельных конфигураций более новых PowerEdge Dell допускает температуру до 45 °C. Это не значит, что любой сервер можно постоянно держать при 45 °C: вне поддерживаемого диапазона система способна ограничить мощность.

После установки измерьте температуру воздуха у входа сервера, а не только возле настенного термометра. Затем дайте штатную нагрузку и проверьте температурные предупреждения iDRAC.

Расчёт для согласования #

Один измеренный киловатт потребления сервера добавляет примерно один киловатт тепловой нагрузки, или 3412 BTU/ч. Кондиционер должен отвести это тепло вместе со всеми остальными теплопритоками помещения.

Перед согласованием кондиционера:

1. Снимите пиковое SystemPowerConsumption или показание внешнего измерителя.
2. Умножьте ватты на 3,41214, если подрядчику нужны BTU/ч.
3. Прибавьте сервер к измеренной тепловой нагрузке кабинета.
4. Сравните сумму с холодопроизводительностью кондиционера.
5. После монтажа проверьте температуру на входе сервера и предупреждения iDRAC.

Для кабинета из примера директору или подрядчику нужны три числа, а не фотография двух БП по 1100 Вт: 2,5 кВт холода, 1,2 кВт прочих теплопритоков и 0,6 кВт серверной нагрузки. Остаток — 0,7 кВт. Если прочая нагрузка вырастет до 2,1 кВт, понадобится минимум ещё 0,2 кВт холода — без учёта проектного запаса.