Správy

Tepelný manažment dátového centra

Vzduchom chladené kondenzátory v dátových centrách: Odmietanie tepla bez účtu za vodu

Technický pohľad na to, prečo sa vzduchom chladené odmietnutie tepla stáva štandardom pre moderné dátové centrá a ako ho špecifikovať, aby prvé leto nesklamalo.

Každý projekt dátového centra dosiahne moment, keď odmietanie tepla prestáva byť akademickou otázkou. V nedávnom zariadení strednej veľkosti bola chladiaca jednotka konvenčná; debata bola výlučne o strane kondenzátora. Vodou chladená schéma vyzerala presvedčivo z hľadiska nákladov na prvý prechod, kým vodohospodársky úrad nepotvrdil, že letné objemy prídavnej vody nemožno zaručiť. Revidovaný návrh nahradil chladiacu vežu vzduchom chladenými kondenzátormi. Kapitálové náklady mierne vzrástli, čas schválenia sa prudko skrátil a správa o udržateľnosti získala zásadný význam: nulová spotrebovaná voda na odvod tepla . Táto postupnosť sa teraz opakuje v celom odvetví.

Prečo vzduchom chladené kondenzátory stále vstupujú do špecifikácií dátových centier

Úloha vzduchom chladeného kondenzátora je jednoduchá. Prijíma horúcu, vysokotlakovú paru chladiva z výtlaku kompresora, kondenzuje ju na kvapalinu a teplo odvádza do okolitého vzduchu. Neexistuje žiadna chladiaca veža, žiadna slučka chladiacej vody a žiadne dávkovanie chemikálií. V normálnej prevádzke spotrebuje teplo v zariadení nulovú spotrebu vody. Táto jediná skutočnosť mení rozhovor s regulačnými orgánmi, poskytovateľmi úverov a tímami pre udržateľnosť.

Technický kompromis je rovnako skutočný ako úspora vody. Vzduchové chladenie reaguje na teplotu suchého teplomera, takže popoludní s teplotou 40 °C stúpa kondenzačný tlak a nasleduje výkon kompresora. Vodou chladená veža sleduje podmienky mokrých teplomerov a často poskytuje nižší zdvih v danom momente, ale porovnanie je zriedka také jednostranné, ako naznačuje jedna špičková hodina. Počas horúcich a vlhkých dní sa veža tiež degraduje, a keď sa počíta celý rok – noci, zimy a mnoho hodín pod návrhovým prostredím – vzduchom chladené zariadenie výrazne zužuje medzeru. Pridajte do účtovnej knihy úpravu vody, povolenie vypúšťania a údržbu veže a vzduchové chladenie často prináša lepšie celkové náklady na vlastníctvo počas dlhej životnosti majetku.

Možnosti odmietnutia tepla v porovnaní s chladiarenským závodom dátového centra.
Úvaha Vzduchom chladený kondenzátor Vodou chladená vežová slučka
Spotreba vody Nula v bežnej prevádzke Nepretržité líčenie a fúkanie
Chemické ošetrenie Nevyžaduje sa Biocídy a inhibítory vodného kameňa
Špičkový výkon Nižšia v extrémne horúcich dňoch Vyššie pri špičkových podmienkach s mokrým teplomerom
Ročná údržba Čistenie cievky a kontrola ventilátora Údržba vody, náplne, umývadla a ventilátora
Pripúšťanie zložitosti Nižšie, bez vypúšťania vody Vodné práva a povolenia na vypúšťanie
Správanie v chladnom počasí Priateľské k voľnému chladeniu Vyžaduje sa ochrana proti mrazu
Stopa zariadenia Väčšia otvorená plocha Kompaktný, s čerpadlom a potrubím

Dizajnové rozhodnutia, ktoré definujú výkon v reálnom svete

Po výbere vzduchom chladenej trasy je skutočný výkon stanovený niekoľkými rozhodnutiami. Prvým je rozdelenie kondenzátora - teplotný rozdiel medzi kondenzáciou a okolitým suchým teplomerom. Užšie rozdelenie znižuje výkon kompresora, ale vyžaduje väčšiu cievku a väčší prietok vzduchu ventilátorom; širšie rozdelenie zmenšuje hardvér a zvyšuje účet za energiu počas životnosti aktíva. Dobré projekty hodnotia obe vzhľadom na skutočný teplotný profil lokality.

Keďže dátové centrá málokedy bežia pri plnom zaťažení, druhým rozhodnutím je architektúra ventilátorov. Kondenzátor s elektronicky komutovanými ventilátormi alebo pohonmi s premenlivou rýchlosťou moduluje prúdenie vzduchu hodinu po hodine. V chladných mesiacoch umožňuje rovnaká ovládacia schopnosť stratégie voľného chladenia a termosifónu, ktoré nechajú chladič odpočívať, keď prácu vykonáva okolitý vzduch.

Navrhnúť najhoršie jedno percento v roku znamená zaplatiť za to v ostatných deväťdesiatich deviatich. Kondenzátor dátového centra by sa mal vybrať z ročného teplotného profilu, nie z jedného popoludňajšieho vrcholu.

Tretím rozhodnutím je umiestnenie. Recirkulácia horúceho vzduchu znižuje výkon: keď nasávaný vzduch prichádza z výfuku susednej jednotky, efektívna okolitá teplota stúpa, kapacita klesá a kondenzátor pracuje viac, aby dosiahol menej. Veľkorysé oddelenie, správna orientácia voči prevládajúcim vetrom a pozornosť venovaná stenám a parapetom sú meradlom výkonu, nie kozmetickými detailmi.

Info Výkon ventilátora je najväčším prevádzkovým nákladom na vzduchovej strane zariadenia. Pri čiastočnom zaťažení zníženie otáčok ventilátora o 20 percent zníži výkon ventilátora zhruba o polovicu.

Dimenzovanie a výber: Kde projekty uspejú alebo sa zastavia

Chyby pri výbere sa objavujú v prvej horúcej sezóne a zostávajú viditeľné v každej správe o energii potom. Disciplinovaný proces zvyčajne pozostáva zo šiestich krokov:

  1. Zostavte ročný teplotný profil suchého teplomera. Na konštrukčnom maxime záleží, no energetickému výsledku dominujú hodiny čiastočného zaťaženia.
  2. Dohodnite sa na konštrukčnej kondenzačnej teplote s dodávateľom chladiča, pretože každý výber kondenzátora spolupracuje so zdvihom kompresora.
  3. Overte oblasť čela cievky a prúdenie vzduchu ventilátora pri projektovanom zaťažení aj pri čiastočnom zaťažení. Schopnosť vypnutia je dôležitá rovnako ako špičková kapacita.
  4. Prispôsobte rozstup plutiev miestnej kvalite vzduchu. Husté rebrá vyzerajú na papieri efektívne, ale v prašnom prostredí sa skôr upchajú.
  5. Včas skontrolujte akustické limity. Priemer ventilátora a rýchlosť hrotu, nielen výkon motora, definujú profil hluku.
  6. Modelujte prúdenie vzduchu okolo kondenzačnej banky, aby ste zabránili recirkulácii a udržali teplotu nasávania na projektovanej hodnote alebo pod ňou.

V prípade balených zariadení v pásme nižšej kapacity je väčšina tejto logiky už zabudovaná do jednotky. Vzduchom chladená kondenzačná jednotka kombinuje kompresor, cievku a ventilátorové pole v jednom ráme, čo skracuje dizajn a inštaláciu pre okrajové zariadenia a modulárne IT miestnosti.

Semi-Hermetic Compressor Air-Cooled Condensing Unit (3HP-25HP) Vzduchom chladená kondenzačná jednotka s polohermetickým kompresorom (3HP-25HP) Táto zabalená vzduchom chladená kondenzačná jednotka sa hodí do okrajových zariadení a modulárnych IT miestností v pásme nižšej kapacity a ponúka kompaktný chránený dizajn s viacerými možnosťami chladiva a integrovanými bezpečnostnými komponentmi pre zjednodušenú údržbu. Zobraziť produkt →
Upozornenie Chyby v umiestnení sa nedajú opraviť pri väčšom počte fanúšikov. Dodržiavajte odporúčanú vôľu nasávania cievky a vyhnite sa zapusteniu kondenzátora tam, kde sa vznášajúce sa výfukové plyny nasávajú späť do jednotky.

Spoľahlivosť, údržba a náklady na vlastníctvo

Príbeh údržby je tam, kde vzduchom chladené systémy ticho vyhrávajú. Neexistuje žiadny režim úpravy vody, žiadne čistenie nádrže, žiadna kontrola eliminátora úletov, žiadna ochrana proti legionelám a žiadna ochrana proti zamrznutiu vodovodných potrubí. Rutina sa presúva na jednoduchšie disciplíny:

  • Vyčistite alebo skontrolujte rebrá cievky podľa miestnej miery znečistenia; jemné kefovanie alebo nízkotlakové umývanie chráni okraje plutiev.
  • Skontrolujte ložiská ventilátora, napnutie remeňa a prúdy motora podľa plánu; neočakávané vibrácie sú vždy skorým signálom.
  • Monitorujte náplň chladiva prostredníctvom podchladenia a výkonu kondenzátora; špinavý alebo ľahko nabitý systém sa unáša dlho predtým, než zlyhá.
  • Kontrolné nastavenia a senzory auditu, aby režimy s premenlivou rýchlosťou a režimom voľného chladenia zostali aktívne namiesto tichého návratu na konštantnú rýchlosť.

Prevádzkové výhody sa časom zväčšujú. Zariadenie bez chemických sudov, odkalovacích potrubí a vodomerov sa jednoduchšie obsluhuje, je bezpečnejšie pre technikov a ľahšie sa rozširuje, keď sa dátové centrum rozrastá.

Úspech V miernych klimatických podmienkach sa dobre špecifikovaný vzduchom chladený kondenzátor môže rovnať účinnosti vodou chladenej veže počas väčšiny prevádzkových hodín – pričom počas bežnej prevádzky nespotrebováva žiadnu vodu.

Po inštalácii o dlhodobej spoľahlivosti rozhoduje rutinná disciplína. Nasledovanie konzistentné postupy údržby vzduchom chladeného kondenzátora —čistenie cievky, kontroly ventilátora a overenie ovládania — poskytuje dlhšiu dobu prevádzky ako ktorákoľvek schéma redundancie pridaná neskôr.

Nebezpečenstvo Kardinálnou chybou je dimenzovanie zo samotného letného vrcholu. Keď sa ignoruje ročná distribúcia suchých žiaroviek, rastlina skončí väčšinu roka predimenzovaná, poddimenzovaná alebo zle prispôsobená a jej neskoršia oprava stojí mnohonásobne vyššiu cenu ako poriadna analýza.

Prispôsobenie kondenzátora celému chladiacemu zariadeniu

Vzduchom chladený kondenzátor nefunguje izolovane. Jeho kapacita, stupňovanie a logika riadenia musia byť v súlade s prevádzkovou mapou chladiča, náplňou chladiva a profilom zaťaženia zariadenia. V multikondenzátorových bankách by mal sekvenčný ovládač rovnomerne rozdeľovať čas chodu a využívať len cievky potrebné pri čiastočnom zaťažení, takže každá jednotka pracuje blízko svojho optima namiesto toho, aby každá jednotka cyklovala pri malom zaťažení.

Pre projekty, ktoré prekračujú rozsah balíkov, sa rovnaké princípy zvyšujú. Skrutkové kondenzačné jednotky prinášajú filozofiu balíka do vyšších kapacít, spájajú kompresor a vzduchom chladené odvádzanie tepla pre zariadenia, ktoré zlučujú niekoľko IT miestností do jedného centrálneho závodu.

Screw-Type Condensing Unit Kondenzačná jednotka skrutkového typu Pre centrálne zariadenia konsolidujúce viacero IT miestností táto skrutková kondenzačná jednotka rozširuje odvod tepla chladeného vzduchom na vyššie kapacity. Ponúka viacúrovňové nastavenie energie, voliteľné ekonomizéry a inteligentné ovládacie prvky pre spoľahlivú prevádzku bez vody. Zobraziť produkt →

Verdikt vzduchom chladený

Vzduchom chladené kondenzátory nie sú univerzálnou náhradou za odvod tepla na vodnej strane a žiadny zodpovedný technický tím by netvrdil niečo iné. Výpočet sa ale posunul v ich prospech. Pre dátové centrá, kde sú existenčnými obavami doba prevádzkyschopnosti, riziko vody a prevádzkové náklady, je schopnosť odmietnuť teplo bez nepretržitého zásobovania vodou štrukturálnou výhodou. Technológia je vyspelá, výkon je predvídateľný a zoznam referenčných inštalácií každým rokom rastie.

Pre tímy, ktoré hodnotia nové alebo rozšírené zariadenie, je východiskový bod jednoduchý: namodelovať ročný okolitý profil, porovnať celkové náklady na vlastníctvo za najmenej desať rokov a navštíviť referenčný závod, v ktorom sa chladenie vzduchom používalo niekoľko let. Otázkou už nie je, či vzduchom chladené kondenzátory zvládnu prevádzku dátových centier; ide o to, ako rýchlo zvyšok odvetvia dobehne operátorov, ktorí už prešli. Ak ste v tejto fáze, porovnajte svoje možnosti odmietnutia tepla s naším technickým tímom a premeňte analýzu na špecifikáciu.