Klimatyzacja nowoczesnych serwerowni o dużej gęstości mocy (cz. 2)
Ocena użytkowników: / 1
SłabyŚwietny 
Wydanie 11/2008  |  Data dodania: 21.11.2008

Wprowadzanie bardziej wydajnych serwerów 1U oraz serwerów typu blade spowodowało całkowitą zmianę podejścia do klimatyzacji pomieszczeń komputerowych. Dopiero w roku 2001 w stanach Zjednoczonych zauważono, że zasady projektowania infrastruktury chłodzenia instalacji newralgicznych, takich jak ośrodki przetwarzania danych i serwerownie, nie zmieniły się od roku 1965. Od tego czasu powstało kilka organizacji zajmujących się problemami chłodzenia w Data Center, głównym jest tzw. ASHRAE TC9.9 Committee, która wydała szereg publikacji o nazwie Ashrae Datacjom Series.

Podstawowe wytyczne dla układu „hot aisle – cold aisle”
    Obecnie z punktu widzenia poprawności działania uznaje się, że podstawowe wymagania dotyczące każdego systemu chłodzenia pomieszczeń komputerowych ograniczają się do kilku kluczowych wytycznych:
● dostarczenia odpowiedniej ilości chłodnego powietrza do każdego urządzenia technicznego,
● odprowadzenia takiej samej ilości gorącego powietrza,
● zapobiegania recyrkulacji gorącego powietrza,
● zrealizowania powyższych wytycznych w sposób ciągły, nadmiarowy i energooszczędny.

     Dodatkowo poza wymaganiami czysto technicznymi, układ chłodzenia serwerowni musi spełniać oczekiwania użytkowników i administratorów tego typu obiektów. Na podstawie ankiet przeprowadzanych wśród kadr zarządzających wymagania stawiane systemom chłodzenia można zamknąć w kilku obszarach tematycznych, takich jak:
● skalowalność systemu i możliwość adaptacji,
● niezawodność działania,
● niskie koszty eksploatacyjne,
● łatwość serwisowania.

    Nawet dla układu „hot aisle – cold aisle” z nisko- i średnioobciążonymi (do 6÷8 kW) szafami serwerowymi, zapewnienie w/w warunków jest trudne i wymaga przyjęcia już na etapie projektowym szeregu założeń, które muszą zostać bezwzględnie spełnione. Odstąpienie od tych zasad i związane z tym obniżenie skuteczności systemu chłodzenia często pozostaje niezauważone zaraz po uruchomieniu, gdy serwerownia działa na niepełnym obciążeniu. Niektórzy klienci zdając sobie z tego sprawę decydują się na przeprowadzanie pełnych prób obciążeniowych na etapie odbioru instalacji klimatyzacji. O ile można zastosować układ „hot aisle – cold aisle” dla wielu konfiguracji nawiewu, poniższe wytyczne będą dotyczyły tylko wersji „klasycznej” z podłogą podniesioną jako komorą nawiewną zimnego powietrza.
    Oczywiście jedynym rodzajem szafy rakowej jaka może być wykorzystana podczas chłodzenia strefowego jest szafa z w pełni perforowanymi drzwiami przednimi i tylnimi. Przy czym zaleca się, aby stopień perforacji był nie niższy niż 55%.

Szerokość strefy gorącej i zimnej

    Najbardziej uniwersalną szerokością strefy zimnej jak wspomniano w 1 cz. artykułu, jest szerokość 120 cm, czyli odpowiadająca dwóm pełnym panelom podłogowym. Panele te muszą być łatwe do demontażu w przypadku, gdy trzeba będzie wymienić je na elementy nawiewne. Strefa gorąca powinna mieć szerokość minimum 90 cm, przy czym musi zawierać co najmniej jeden rząd pełnych (60x60 cm) demontowalnych paneli podłogowych (rys. 4).

Rozmieszczenie i dobór krat nawiewnych

    Kraty nawiewne lub panele nawiewne należy montować tylko i wyłącznie w strefie zimnej. Należy korzystać z krat bez przepustnic regulacyjnych, które ograniczają maksymalny wydatek aż o 1/3 oraz mają tendencję do samoistnego zamykania się. Obecnie przyjmuje się, że maksymalny wydatek przez panel perforowany to ok. 1000 m3/h, natomiast przez kratę nawiewną 600x600 to ok. 2000 m3/h. Musimy pamiętać, że nigdy nie instalujemy większej liczby elementów nawiewnych niż wynika to z aktualnego zapotrzebowania na chłód.

Wysokość podłogi podniesionej
    Optymalna wysokość podłogi podniesionej zależy od wielu czynników, obecnie minimalną rekomendowaną wysokość podłogi podniesionej określa się na 60 cm. W przypadku, gdy mogą występować jakieś większe zaburzenia przepływu powietrza pod podłogą wysokość tę należy zwiększyć do 80÷100 cm. Ilość powietrza jaką można przetransportować spod podłogi do strefy zimnej zależy od ciśnienia statycznego pod podłogą. Za idealną uznaje się różnicę ciśnień wysokości 20÷25 Pa pomiędzy ciśnieniem statycznym pod podłogą podniesioną, a ciśnieniem w strefie zimnej. Niestety przy źle dobranej wysokości podłogi podniesionej występują znaczne strefowe różnice ciśnień i prędkości powietrza, co przy zbyt niskiej podłodze prowadzi do wystąpienia nader niepożądanego efektu zwanego „efektem Venturiego”. Efekt ten występuje w przypadku pojawienia się lokalnie, zwykle w pobliżu klimatyzatora, zbyt wysokiej prędkości powietrza i objawia się zasysaniem powietrza pod podłogę podniesioną poprzez kraty znajdujące się najbliżej klimatyzatora.
    Dla utrzymania obliczeniowej ilości powietrza nawiewanego przez kraty, kluczową rolę odgrywa uszczelnienie wszelkich niepotrzebnych otworów w podłodze podniesionej.

Wysokość strefy nad szafami serwerowymi

    Dla zapewnienia powrotu powietrza do klimatyzatorów przyjmuje się, że wolna przestrzeń nad szafami rakowymi musi wynosić minimum 90 cm. W przypadku zastosowania bardzo skutecznego powrotu przez strop podwieszony, dolna krawędź stropu powinna znajdować się minimum 45 cm ponad najwyższą szafą rakową. Umieszczamy wtedy najprostsze panele perforowane bezpośrednio nad strefą gorącą, a każdy z klimatyzatorów łączymy ze strefą międzystropową specjalnie dobraną nadstawką.

Odpowiednie rozmieszczenie szaf klimatyzacyjnych

    Szafy klimatyzacyjne należy rozmieszczać na końcach rzędów szaf rakowych frontem do stref. Tam, gdzie jest to możliwe należy umieścić klimatyzatory naprzeciwko strefy gorącej, najlepiej po dwie sztuki na jedną strefę. Na rys. 5 zilustrowano przykład niewłaściwego ustawienia (równolegle) szafy klimatyzacyjnej w stosunku do stref. Widoczny jest wyraźnie problem ze swobodnym powrotem powietrza znad stref gorących do szafy klimatyzacyjnej.
    Niestety z tego rodzaju układami spotykamy się do tej pory pomimo tego, że zjawisko występowania barier cieplnych nad szafami rakowymi jest znane od dawna. Dla tego przypadku najprostszym i najtańszym rozwiązaniem byłby powrót kanałowy lub powrót poprzez strop podniesiony.

Parametry doborowe i pracy klimatyzatorów
(...)

Recyrkulacja powietrza
(...)

Podsumowanie

    Pomimo tego, że układy „hot aisle – cold aisle” z wykorzystaniem szaf klimatyzacyjnych nawiewających zimne powietrze spod podłogi technicznej, nie są w stanie obsłużyć większej ilości szaf serwerowych o wysokiej gęstości mocy (powyżej 8 kW), są nadal najpowszechniej projektowanymi układami chłodzenia w serwerowniach. Przyczyną tego są horrendalnie wysokie koszty zasilania i chłodzenia szaf serwerowych o wysokim obciążeniu oraz fakt, że znanych jest wiele rozwiązań umożliwiających instalację serwerów o wysokich gęstościach w „klasycznych” układach strefowych.

 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.