Co to jest chłodzenie rzędowe? – Jest to technologia stosowana w chłodzeniu serwerowni, w której urządzenia chłodzące zainstalowane są pomiędzy szafami serwerowymi dla bardziej efektywnej cyrkulacji powietrza chłodzącego.

Przy opracowywaniu idei chłodzenia rzędowego podstawowym celem jest opracowanie układu, który będzie przejmował gorące powietrza bezpośrednio w strefie gorącej i neutralizował je zanim wydostanie się do pomieszczenia i wymiesza z powietrzem chłodzącym. Jak każdy inny system chłodzący, system chłodzenia rzędowego musi być zaprojektowany zgodnie z regułami pozwalającymi dla danego układu maksymalnie wykorzystać jego zdolność chłodzenia.

Sfera oddziaływania
Fundamentalną zasadą przy projektowaniu klimatyzacji rzędowej jest konieczność zaprojektowania układu szaf serwerowych w układach „strefa gorąca – strefa zimna” lub w systemach zamkniętych.
Wbrew pozorom, zaprojektowanie skutecznego i nie nadmiernie przewymiarowanego systemu chłodzenia rzędowego wcale nie jest proste, ale oczywiście dużo łatwiejsze niż zaprojektowanie takiego układu dla chłodzenia kubaturowego z wykorzystaniem „klasycznych” szaf klimatyzacyjnych.
W czym tkwi różnica? W przypadku klimatyzatorów rzędowych można dość dokładnie dla każdego z nich określić tzw. „sfery oddziaływania”, czyli efekt jaki wywiera pracujący klimatyzator InRow na sąsiadujące z nim szafy serwerowe.

Przykład doboru systemu rzędowego przy użyciu ISX Designera

Indeks przechwytywania
Sfera oddziaływania klimatyzatora rzędowego zależy od odległości pomiędzy klimatyzatorem a rakami, obciążenia cieplnego raków oraz przepływu powietrza przez urządzenia IT zamontowane w poszczególnych szafach rakowych. Bazując na tych kryteriach firma APC opracowała algorytm pozwalający na określenie dla każdej szafy serwerowej tzw. indeksu przechwytywania, dzięki któremu można dość dokładnie określić ilość ciepła jaka zostanie przechwycona od poszczególnej szafy rakowej przez klimatyzatory rzędowe.
Zdefiniowanie zjawisk zachodzących przy chłodzeniu rzędowym poparte analizą CFD (Computational Fluid Dynamix) pozwoliło na opracowanie narzędzia projektowania układów rzędowych nazwanego ISX Designer.

ISX Designer – dlaczego warto go używać? (...)

Wstępne założenia projektowe (...)

Temperatura powietrza w strefie gorącej (...)

Moce chłodnicze klimatyzatorów rzędowych
W tabelach mocy chłodniczych podane są maksymalne moce klimatyzatorów jakie można osiągnąć przy założeniu określonej temperatury w strefie gorącej. Z doświadczenia jednak warto zauważyć iż np. freonowe szafy rzędowe dobierane są na ch-oI0k3la7d-maksymalną katalogową wydajność, którą osiągają one np. dla temperatury w strefie gorącej równej 40,6°C. Powiedzmy, że dla tej temperatury szafa klimatyzacyjna 600 mm z bezpośrednim odparowaniem osiąga moc chłodniczą 37,9 kW (tzewn=35°C), i z reguły taka moc jest brana pod uwagę przy doborze liczby klimatyzatorów. Niestety nikt nie informuje inwestora, że przy takim doborze i przy pełnym obciążeniu temperatura w strefie zimnej będzie przekraczała 27°C. Jeśli chcemy uzyskać w strefie zimnej przykładową temperaturę rzędu 21°C, a zainstalowany w serwerowni sprzęt IT jest w stanie nagrzać strefę gorącą do temperatury zaledwie 29°, to ten sam klimatyzator będzie miał moc chłodniczą 29,6°C.
W przypadku klimatyzatorów na wodę lodową, do analizy doborowej mocy klimatyzatora poza temperaturą w strefie zimnej i gorącej dochodzi jeszcze aspekt wody lodowej wraz z jej szerokim zakresem temperatur, przepływów czy rodzaju mieszanki.
Daje nam to szersze pole manewru przy doborze optymalnego układu chłodzenia. W związku z tym w dalszej analizie układów rzędowych zajmiemy się układami z klimatyzatorami rzędowymi na wodę lodową.

Podsumowanie
Co w przypadku gdy założenia projektowe ulegają zmianie i zmieniają się założone wcześniej parametry i dopiero na etapie realizacji poznajemy rzeczywistą gęstość ciepła w poszczególnych szafach rakowych? Należy na etapie projektowym tak zaprojektować rozkład szaf rakowych i system wody lodowej, aby cały układ był łatwo skalowalny i można było łatwo zmienić jego architekturę w pracującym obiekcie. Ale zasady projektowania architektury rzędowej oraz jak należy zaprojektować układ wody lodowej dla systemu chłodzenia rzędowego przedstawię w następnych częściach artykułu.

AUTOR: Maciej ŻUK
– dyrektor Działu Klimatyzacji Precyzyjnej firmy Zechik
– autoryzowanego partnera APC i wyłącznego dystrybutora firmy Tecnair