简体中文
Управление температурным режимом центра обработки данных
Конденсаторы с воздушным охлаждением в центрах обработки данных: отвод тепла без счетов за воду
Инженерный взгляд на то, почему отвод тепла с воздушным охлаждением становится стандартным для современных центров обработки данных и как его настроить, чтобы первое лето не разочаровало.
В каждом проекте центра обработки данных наступает момент, когда отвод тепла перестает быть академическим вопросом. На недавно построенном объекте среднего размера холодильная установка была обычной; дебаты были полностью о конденсаторной стороне. Схема с водяным охлаждением выглядела убедительной с точки зрения стоимости первого прохода, пока управление водного хозяйства не подтвердило, что летние объемы подпиточной воды не могут быть гарантированы. В пересмотренной конструкции градирня заменена конденсаторами с воздушным охлаждением. Капитальные затраты немного выросли, время утверждения резко сократилось, а в отчете об устойчивом развитии появилась решающая линия: нулевой расход воды на отвод тепла . Эта последовательность теперь повторяется во всей отрасли.
Почему конденсаторы с воздушным охлаждением продолжают появляться в спецификациях центров обработки данных
Роль конденсатора с воздушным охлаждением проста. Он получает горячие пары хладагента под высоким давлением из нагнетания компрессора, конденсирует их в жидкость и отводит тепло в окружающий воздух. Здесь нет ни градирни, ни контура охлаждающей воды, ни дозирования химикатов. При нормальной работе сторона теплоотвода установки не потребляет воды. Этот единственный факт меняет ход разговоров с регулирующими органами, кредиторами и командами по устойчивому развитию.
Инженерный компромисс так же реален, как и экономия воды. Воздушное охлаждение реагирует на температуру по сухому термометру, поэтому в полдень при температуре 40°C давление конденсации возрастает, а вместе с ним и мощность компрессора. Башня с водяным охлаждением отслеживает условия по мокрому термометру и часто в этот момент обеспечивает меньшую подъемную силу, но сравнение редко бывает таким односторонним, как предполагает один-единственный час пик. В жаркие и влажные дни башня также ухудшается, а если считать весь год — ночи, зимы и многие часы ниже расчетной температуры окружающей среды — установка с воздушным охлаждением значительно сокращает разрыв. Добавьте в бухгалтерскую книгу очистку воды, разрешения на сброс и техническое обслуживание башни, и воздушное охлаждение часто обеспечивает лучшую совокупную стоимость владения в течение длительного срока службы актива.
| Рассмотрение | Конденсатор с воздушным охлаждением | Петля башни с водяным охлаждением |
|---|---|---|
| Потребление воды | Ноль при нормальной работе | Непрерывная подпитка и продувка |
| Химическая обработка | Не требуется | Биоциды и ингибиторы накипи |
| Эффективность в часы пик | Ниже в очень жаркие дни | Выше при пиковых условиях по влажному термометру |
| Ежегодное обслуживание | Очистка змеевика и проверка вентилятора | Обслуживание воды, наполнения, резервуара и вентилятора |
| Разрешительная сложность | Нижний, без слива воды | Права на воду и разрешения на сброс |
| Поведение в холодную погоду | Удобное естественное охлаждение | Требуется защита от замерзания |
| Площадь объекта | Большая открытая площадка | Компактный, с насосом и трубопроводами |
Конструктивные решения, определяющие реальную производительность
После выбора маршрута с воздушным охлаждением реальная производительность определяется несколькими решениями. Первый — это разделение конденсатора — разница температур между конденсацией и температурой окружающей среды по сухому термометру. Более жесткое разделение снижает мощность компрессора, но требует большего змеевика и большего потока воздуха от вентилятора; более широкое разделение приводит к сокращению оборудования и увеличению счетов за электроэнергию на протяжении всего срока службы актива. Хорошие проекты оценивают оба показателя по фактическому температурному профилю на объекте.
Поскольку центры обработки данных редко работают с полной нагрузкой, вторым решением является архитектура вентиляторов. Конденсатор с вентиляторами с электронной коммутацией или приводами с регулируемой скоростью модулирует воздушный поток час за часом. В холодные месяцы те же возможности управления позволяют использовать стратегии естественного охлаждения и термосифона, которые позволяют охладителю отдыхать, пока окружающий воздух выполняет свою работу.
Проектировать для худшего одного процента года — значит платить за него в остальные девяносто девять. Конденсатор центра обработки данных следует выбирать на основе годового профиля температуры, а не одного пикового дня.
Третье решение – размещение. Рециркуляция горячего воздуха снижает производительность: когда всасываемый воздух поступает из выхлопа соседнего агрегата, эффективная температура окружающей среды повышается, производительность падает, и конденсатор работает усерднее, чтобы достичь меньшего. Достаточное разделение, правильная ориентация с учетом преобладающих ветров и внимание к стенам и парапетам — это показатели производительности, а не косметические детали.
Информация Мощность вентилятора является крупнейшим эксплуатационным расходом на воздушной стороне станции. При частичной нагрузке снижение скорости вращения вентилятора на 20 процентов снижает мощность вентилятора примерно вдвое.
Определение размеров и выбор: где проекты достигают успеха или останавливаются
Ошибки выбора проявляются в первый жаркий сезон и впоследствии остаются заметными в каждом энергетическом отчете. Дисциплинированный процесс обычно состоит из шести этапов:
- Постройте годовой профиль температуры по сухому термометру. Расчетный максимум имеет значение, но часы неполной нагрузки доминируют в энергетическом результате.
- Согласуйте расчетную температуру конденсации с поставщиком чиллера, поскольку каждый выбор конденсатора влияет на подъем компрессора.
- Проверьте площадь поверхности змеевика и воздушный поток вентилятора как при расчетной нагрузке, так и при частичной нагрузке. Возможность снижения мощности имеет такое же значение, как и пиковая мощность.
- Расстояние между ребрами должно соответствовать качеству местного воздуха. Плотные ребра выглядят эффектно на бумаге, но в пыльной среде быстрее засоряются.
- Проверьте акустические пределы заранее. Диаметр вентилятора и его окружная скорость, а не только мощность двигателя, определяют профиль шума.
- Смоделируйте поток воздуха вокруг конденсаторной батареи, чтобы предотвратить рециркуляцию и поддерживать температуру на впуске на уровне или ниже расчетного значения.
Для комплексных установок с более низким диапазоном производительности большая часть этой логики уже встроена в установку. Конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением объединяет компрессор, змеевик и блок вентиляторов в одном корпусе, что сокращает время проектирования и монтажа периферийных объектов и модульных ИТ-залов.
Полугерметичный компрессорный конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением (3HP-25HP) Этот компактный компрессорно-конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением подходит для периферийных объектов и модульных ИТ-залов с низкой производительностью, предлагая компактную, защищенную конструкцию с несколькими вариантами хладагента и встроенными компонентами безопасности для упрощения обслуживания. Посмотреть продукт → Предупреждение Ошибки размещения невозможно исправить с помощью большего количества фанатов. Соблюдайте рекомендуемый зазор между воздухозаборником и избегайте углубления конденсатора, при котором плавучие выхлопные газы втягиваются обратно в агрегат.
Надежность, обслуживание и стоимость владения
История технического обслуживания — это то, где системы с воздушным охлаждением спокойно выигрывают. Нет режима водоподготовки, нет очистки бассейнов, нет проверки сепараторов, нет борьбы с легионеллой и нет защиты от замерзания водопроводов. Рутина переходит к более простым дисциплинам:
- Очистите или осмотрите ребра змеевика в соответствии с местной степенью загрязнения; Мягкая чистка щеткой или мойка под низким давлением защищают края плавников.
- Своевременно проверяйте подшипники вентилятора, натяжение ремня и ток двигателя; неожиданная вибрация всегда является ранним сигналом.
- Контролируйте заправку хладагента посредством переохлаждения и производительности конденсатора; грязная или слабо заряженная система дрейфует задолго до того, как выйдет из строя.
- Проверяйте настройки управления и датчики, чтобы режимы переменной скорости и естественного охлаждения оставались активными, а не бесшумно возвращались к постоянной скорости.
Эксплуатационные преимущества со временем только увеличиваются. Завод без химических бочек, продувочных линий и счетчиков воды проще в эксплуатации, безопаснее для технических специалистов и его легче расширять по мере роста центра обработки данных.
Успех В умеренном климате правильно подобранный конденсатор с воздушным охлаждением может соответствовать эффективности градирни с водяным охлаждением в течение большей части рабочих часов, не потребляя при этом воды во время нормальной работы.
После установки долгосрочная надежность определяется рутинной дисциплиной. После последовательного правила технического обслуживания конденсатора с воздушным охлаждением — очистка змеевика, проверка вентиляторов и проверка управления — обеспечивают больше времени безотказной работы, чем любая схема резервирования, добавленная позже.
Опасность Кардинальная ошибка заключается в оценке только летнего пика. Когда годовое распределение по «сухим луковицам» игнорируется, растение большую часть года оказывается слишком большим, слишком маленьким или плохо подобранным, а исправление этого позже обходится во много раз дороже, чем правильный анализ.
Согласование конденсатора со всей холодильной установкой
Конденсатор с воздушным охлаждением не работает изолированно. Его мощность, каскадирование и логика управления должны соответствовать рабочей схеме чиллера, заправке хладагента и профилю нагрузки объекта. В банках с несколькими конденсаторами контроллер последовательности должен равномерно распределять время работы и задействовать только те катушки, которые необходимы при частичной нагрузке, чтобы каждый блок работал близко к своему оптимальному значению, а не каждый блок работал при небольшой нагрузке.
Для проектов, выходящих за рамки пакетного диапазона, те же принципы масштабируются вверх. Конденсаторные агрегаты винтового типа привносят комплексную философию в более высокую производительность, объединяя компрессор и систему отвода тепла с воздушным охлаждением для объектов, которые объединяют несколько ИТ-комнат в одну центральную установку.
Конденсаторный агрегат винтового типа Для центральных предприятий, объединяющих несколько ИТ-комнат, этот конденсаторный агрегат винтового типа расширяет возможности отвода тепла с воздушным охлаждением до более высоких мощностей. Он предлагает многоуровневую регулировку энергопотребления, дополнительные экономайзеры и интеллектуальные средства управления для надежной работы без воды. Посмотреть продукт → Вердикт с воздушным охлаждением
Конденсаторы с воздушным охлаждением не являются универсальной заменой водяному отводу тепла, и ни одна ответственная команда инженеров не будет утверждать обратного. Но расчет сместился в их пользу. Для центров обработки данных, где время безотказной работы, риск, связанный с водой, и эксплуатационные расходы являются существенными проблемами, возможность отводить тепло без непрерывного водоснабжения является структурным преимуществом. Технология отработана, производительность предсказуема, а список эталонных установок растет с каждым годом.
Для групп, оценивающих новое или расширенное предприятие, отправная точка проста: смоделируйте годовой профиль окружающей среды, сравните общую стоимость владения за как минимум десять лет и посетите эталонную установку, на которой несколько лет подряд использовалось воздушное охлаждение. Вопрос больше не в том, смогут ли конденсаторы с воздушным охлаждением справиться с работой центра обработки данных; дело в том, насколько быстро остальная часть отрасли догонит операторов, которые уже перешли на эту технологию. Если вы находитесь на этом этапе, сравните варианты теплоотвода с нашей командой инженеров и превратите анализ в спецификацию.
