Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Охлаждение и вентиляция цод: требования и современные решения

Расчет мощности кондиционера в помещение с серверами

Сплит-системы для серверных комнат должны иметь требуемую производительность, расчетами которой должны заниматься исключительно специалисты. Но многие руководители предприятий и эту миссию возлагают на IT-шников. Как рассчитать мощность кондиционера, не имея специальных знаний?

Прежде всего, нужно поднять всю документацию по установленным серверам. В технической части этого документа можно найти значение «тепловыделение», ведь каждый прибор, используя электрическую энергию, преобразовывает ее в тепловую.

После чего, следует сложить все значения тепловыделения, прибавить к ним тепло, идущее от стен и 10% для перестраховки. В итоге получается порядка 50 — 70Вт мощности на 1 м3 объема помещения. Такой расчет можно использовать лишь в крайних случаях, а всеми работами с этим связанными должны заниматься исключительно специалисты.

На видео вебинар как выбрать кондиционер для серверной.

https://www.youtube.com/watch?v=WRoDuJgXsgU

Рекомендации по выбору типа кондиционера

Наиболее популярной климатической техникой, используемой в серверных, являются сплит-системы с настенным расположением внутреннего блока.

  1. Настенный тип сплит-систем сравнительно не дорог, и занимает мало полезного пространства. Но такая техника имеет несколько существенных недостатков: небольшую холодопроизводительность и ограниченную длину фреоновой магистрали. Мощность таких сплит-систем ограничивается 10 кВт, что может быть недостаточным для большого помещения с установленной в ней аппаратурой, а длина магистрали варьируется, в зависимости от модели, от 15 до 25м. Это стоит учитывать при выборе оборудования для кондиционирования серверных комнат.
  2. Кондиционер с подпотолочным расположением внутреннего блока. Это устройство имеет большую холодопроизводительность, нежели настенная сплит-система. Кроме того, подает направленный поток охлажденного воздуха вдоль плоскости потолка, обеспечивая равномерное распределение воздушных потоков по помещению. Еще одним достоинством климатической техники такого типа является возможность разноса внутреннего и внешнего блоков на большие расстояния, до 50 м.
  3. Сплит-системы шкафного типа также довольно часто используются для кондиционирования воздуха в серверных комнатах. В зависимости от модели, внутренний блок такой климатической системы, часто оборудуется осушителем воздуха и дополнительными фильтрами, способными не только очистить помещение от бытовой пыли, но и поддерживать определенные показатели влажности в комнате с электронным оборудованием.

Прецизионная климатическая техника

Прецизионный – значит точный, и это сказано именно о прецизионной климатической технике. Такие кондиционеры способны поддерживать температуру с точностью до 0,5 С, а влажность до 5%. Они дороги, но долговечны, многие модели рассчитаны на беспрерывную работу до 20 лет.

Эта техника прекрасно подходит для комнат с установленной электроникой, и благодаря встроенной системе фильтрации замечательно справляется с бытовой пылью – злейшим врагом электронных устройств.

Прецизионные кондиционеры имеют несколько важнейших преимуществ перед другими системами кондиционирования:

  • Эта техника имеет возможность наиболее точного поддержания параметров воздушной смеси.
  • Это оборудование может работать длительное время без ТО в непрерывном режиме.
  • Они наиболее надежны и имеют длительный срок службы.
  • Прецизионная техника может работать при значительных перепадах температуры воздуха.
  • Они совместимы с устройствами дистанционного контроля и управления микроклиматом помещения.

Такой тип устройств на протяжении долгого времени прекрасно себя показал в качестве основного типа климатического оборудования, установленного в помещениях с микроэлектронной аппаратурой. Многие производители электроники не дают на свои устройства гарантию, если в помещении не установлено прецизионное оборудование.

2 Категория пожароопасности

На основании этих факторов выделяют несколько разновидностей помещений. Они имеют разную степень пожароопасности.

Повышенная взрывопожароопасность (категория А) присваивается помещениям, где находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки менее 28 градусов. Из-за большой концентрации таких веществ могут образовываться взрывоопасные смеси. При их возгорании расчётное избыточное давление взрыва поднимается выше 5 кПа.

В категорию Б попадают комнаты с горючими волокнами и жидкостями, температура воспламенения которых превышает 28 градусов. Их использование приводит к образованию взрывоопасных паров и пылевоздушных смесей. Если такие смеси загорятся, давление взрыва превысит 5 кПа.

К группе В относят помещения, в которых имеются горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые воспламеняющиеся составы. При взаимодействии друг с другом, при соединении с водой или кислородом такие вещества не взрываются, а только горят.

Эта категория делится на 4 подгруппы. Для каждой из них определён диапазон удельной пожарной нагрузки:

  • В1 — более 2200 МДж/м2.
  • В2 — 1401 — 2200 МДж/м2.
  • В3 — 181 — 1400 МДж/м2.
  • В4 — 1 до 180 МДж/м2.

Группа Г подразумевает умеренную пожароопасность и присваивается помещениям с негорючими материалами. При их раскалении и расплавлении выделяется лучистое тепло, искры и пламя. Жидкости и твёрдые компоненты, образующиеся в этом случае, сжигаются или утилизируются как топливо.

Причины охлаждения серверной комнаты?

В большинстве случаев вы можете легко исправить эту проблему, просто подождите несколько минут, прежде чем пытаться перезагрузить ее снова. Этот тип ошибок, как правило, является временным сообщением, и сайт часто исправляет себя довольно быстро. Однако, если ошибка сохраняется, то вы ничего не можете с этим поделать, кроме как связаться с владельцем веб-сайта.

В качестве владельца веб-сайта вы можете приступить к устранению ошибки, прежде чем применять некоторые исправления. Изучение журналов веб-сервера, чтобы получить намек на причину проблемы. Общей проблемой с этой ошибкой является неверно сконфигурированный файл .htaccess, отсутствующие пакеты программного обеспечения, тайм-аут при попытке подключения к внешним ресурсам или даже просто несогласованные разрешения файлов и папок.

3 Необходимая аппаратура

Для серверных комнат выбирают современное оборудование, изготовленное из устойчивых к воспламенению пожаробезопасных деталей. Устанавливают такое оборудование на специальных стойках, имеющих стандартную ширину 19 дюймов, глубину 600, 800 или 900 мм. В дополнение к ней прилагается специальный корпус, для фиксации которого стойка оснащается отверстиями. Промежуток между ними составляет 44,5 мм и называется юнитом. Высота стойки обозначается юнитами.

Телекоммуникационная стойка бывает обычной или со стеклянной дверью. Второй вариант более эстетичен и удобен, т. к. позволяет дополнительно защитить закреплённую технику. Более современные модели комплектуются охлаждающими системами (от обычных кондиционеров до автономных сплит-систем), необходимыми для обеспечения оптимального режима температуры. Также в них предусмотрены индикаторы. Стойки, оснащённые всеми необходимыми элементами, называют серверными шкафами.

Залогом эффективной работы техники является защита от перепадов напряжения в сети. Она создаётся с помощью источника бесперебойного питания (ИБП). Существуют разные типы таких устройств:

  • Резервного типа. Содержит автоматический коммутатор, который обеспечивает работу прибора от электросети и аккумуляторных батарей. Такой ИБП прост в эксплуатации, имеет небольшую мощность, стоит недорого.
  • Линейно-интерактивный. Помимо коммутатора, включает в себя дополнительный автоматический регулятор напряжения. Гарантирует достаточное питание нагрузки при нестабильном сетевом напряжении. Благодаря этому продлевается срок службы независимых аккумуляторов.
  • С двойным преобразованием напряжения (On-Line). Его схема обеспечивает оптимальное выходное напряжение независимо от неполадок в сети. ИБП имеет нулевое время переключения из стандартного режима в автономный и обратно без переходных процессов. Стоит такой прибор достаточно дорого, требует дополнительных энергозатрат для преобразования напряжения.

Для серверных комнат лучше всего подходят источники бесперебойного питания On-Line, но из-за дороговизны их часто заменяют на ИБП линейно-интерактивного типа. Мощность такого устройства должна составлять 5−6 кВА.

Кондиционирование серверных помещений и дата-центров.

Компания «Ru-Klimat» имеет большой опыт по установке систем кондиционирования и вентиляции серверных помещений. На сегодняшний день трудно представить даже небольшую организацию, не имеющую специального помещения, в котором сосредоточено серверное и телекоммуникационное оборудование с источниками бесперебойного питания. Все это оборудование выделяет огромное количество тепла, а его бесперебойная работа и отсутствие поломок напрямую зависит от правильно организованного охлаждения. Поэтому к организации кондиционирования специальных помещений, таких, как серверные помещения, дата-центры, станции телефонной связи, телекоммуникационные узлы и компьютерные залы предъявляется ряд специфических требований.

Как подобрать охладительную систему

Необходимо ознакомиться с рядом требований, которым в обязательном порядке должен соответствовать кондиционер в серверную:

Выбирая оборудование из линейки известных торговых марок, покупатель может сразу установить «зимний комплект» на сплит-систему. Некоторые потребители решают купить кондиционер, а затем провести его модернизацию на базе сервисного центра. В этом случае необходимо предварительно выяснить, как это отразится на условиях гарантийного обслуживания. Определенные бренды снимают с гарантии технику, если на нее был установлен «зимний комплект». Другие компании более лояльно относятся к этому вопросу, но все же сокращают срок гарантийного обслуживания. Чтобы избежать подобных проблем, выбирайте кондиционер в серверную из ассортимента самых влиятельных марок, которые оставляют гарантию неизменной.

Возможность установки резервного устройства.

Работу современного предприятия сложно представить без компьютеров. Если серверное оборудование выйдет из строя из-за перегрева, деятельность компании будет полностью парализована. Чтобы повысить надежность сплит-системы, целесообразно установить в серверном помещении не одну, а несколько климатических установок. При помощи специального устройства для ротации они объединены в общую сеть. Если из-за поломки выйдет из строя один кондиционер, то автоматически начнет свою работу резервное устройство, что позволит избежать перегрева.

Систему резервирования используют и при работе в штатном режиме. Согласно установленному графику, один кондиционер на время сможет останавливаться, а другой в этот период будет поддерживать нужный температурный режим. Переключение между устройствами происходит автоматически.

Возможность дистанционного наблюдения и управления кондиционированием.

В целом без системы дистанционного наблюдения можно обойтись, однако ее преимущества уже успели по достоинству оценить многие руководители компаний. Благодаря автоматике можно проводить мониторинг работы кондиционера при помощи компьютера. Показатели температуры и влажности будут отображаться на экране, а при возникновении неисправности оператор получит визуальный и звуковой сигнал. Это позволит оперативно отреагировать на ситуацию и принять нужные меры безопасности.

Размеры магистрали для подачи фреона.

При покупке сплит-системы в серверную размер магистрали для фреона является очень важным критерием. При монтаже климатической установки ее наружный блок будет устанавливаться на стене или крыше снаружи здания. В линейке большинства производителей климатического оборудования представлены модели кондиционеров, у которых длина магистрали варьируется в пределах 15 м, поэтому этот фактор обязательно следует учесть.

Значение охлаждения серверного шкафа?

Ошибки сервера происходят по ряду причин, включая неправильные конфигурации сервера веб-сайта, проблему с браузером или подключение к Интернету. В основном, ошибка сервера возникает, когда сервер сталкивается с ситуацией, в которой он просто не знает, как с этим бороться. Вы можете думать об этом как о синей версии Интернета. Некоторые из этих ошибок недостаточно специфичны, чтобы сразу найти исправление. Наиболее распространенной ошибкой сервера является «ошибка 500». Это скорее ошибка с сайтом, который вы посещаете, а не с вашей стороны. Некоторые неправильные конфигурации на сервере веб-сайта могут помешать ему правильно реагировать.

Требования к кондиционированию серверных помещений

Для обеспечения оптимальных условий функционирования серверов оборудуются специальные помещения, обычно без окон, но с обязательным монтажом климат-систем. Помещения серверных могут быть не подключены к общей вентиляции, при этом из-за отсутствия воздушного потока влажность и температура могут быть повышенными. Критические значения этих параметров вредны и людям, и вычислительной технике, так как повышают аварийность эксплуатации компьютеров.

Поэтому серверные помещения должны эксплуатироваться в особых условиях:

  1. Температура в помещении ≤ 25oС, оптимальное значение температуры – 15-22oС;
  2. Процент влажности: в зимнее время 75%, в летнее – 65%;
  3. Скорость потока воздуха в серверной ≤ 0,3-0,5 м/с;
  4. Минимальное загрязнение воздуха;
  5. Шумность оборудования ≤ 65 дБ.

Для минимизации отрицательно влияющих на работу оборудования факторов серверные должны оборудоваться мощными кондиционерами, выполняющими такие специфические задачи, как:

  1. Поддержка оптимальной температуры в помещении с аппаратурой;
  2. Очистка воздуха от микрочастиц;
  3. Контроль и регулировка влажности.

Любой расчет кондиционирования в серверной направлен на повышение производительности оборудования. Стандартной практикой считается передача расчетов в руки специалистов. Точность расчетов определяется наличием данных об общей площади серверной, оборудовании помещения естественной и принудительной системами вентиляции, об общем количестве вычислительной техники, уровне теплоотдачи отдельного сервера, температуре и влажности в помещении без установленного компьютерного оборудования.

Требования к климатическому оборудованию в серверных:

  1. Маломощные кондиционеры в серверных устанавливать не рекомендуется, так как они не способны обеспечить заданные параметры эксплуатации аппаратуры;
  2. Должны быть смонтированы воздушные фильтры для задержки пыли;
  3. Доукомплектование климатического оборудования «зимними комплектами», которые смогут удерживать температуру в серверной комнате вне зависимости от температуры, атмосферного давления и влажности на улице.
  1. Регулятор оборотов электродвигателя вентилятора кондиционера, который предотвращает перегрев или переохлаждение испарителя при обдуве воздушным потоком температурой ≥ +30oС и -20oС;
  2. Обогреватель компрессора служит для прогрева масла в компрессоре, которое используется для смазки движущихся деталей;
  3. Нагрев дренажного слива.

Каждый кондиционер должен дублироваться, чтобы не нарушать постоянство поддержания требований к специализированным помещениям. Поэтому стандартное решение этой проблемы – монтаж в помещении нескольких кондиционеров или их групп, объединенных в одно целое. Объединение обеспечивает блок ротации – он делает бесперебойным кондиционирование и вентилирование помещений с техникой, выделяющей достаточно много тепла при работе. В таких схемах кондиционеры включаются в работу поочередно.

При выходе из строя одной или нескольких единиц климатического оборудования их резервные копии включаются, и оптимальный температурный и влажностный режимы автоматически сохраняются. Поочередное включение кондиционеров обеспечивает бесперебойное их обслуживание, ремонт и постоянный контроль нагрузки на серверное оборудование.

Зачем нужно кондиционирование в серверных помещениях

В условиях повсеместной компьютеризации подавляющее большинство предприятий и компаний не смогут выполнять свои производственные функции и качественно предоставлять услуги без отлаженной работы интернета, локальных корпоративных компьютерных сетей, программ автоматизации и CRM. Всё это требует постоянного функционирования компьютеров и серверов.

Последние играют особенно важную роль, они обеспечивают доступность рабочих программ и операций, сохранённых корпоративных данных для всех сотрудников со своих рабочих компьютеров.

В таких условиях очень важно обеспечить благоприятные условия для работы серверов. Для этого оборудуются отдельные помещения

Под размещение серверов приспосабливают внутренние небольшие кабинеты и помещения, не имеющие окон.

Часто такие серверные не имеют общедомовой вентиляции, там отсутствует постоянный доступ свежего воздуха. По этой причине в помещениях для серверов всегда душно, пыльно и жарко. А такой микроклимат вреден не только человеку, но и компьютерной технике.

К серверным комнатам предъявляются особые требования:

  1. Температура воздуха не должна превышать 25 градусов. Оптимальным уровнем является диапазон между 15 и 22 градусами выше нуля.
  2. Влажность: летом – не выше 65%, зимой 75%.
  3. Скорость воздушных потоков не должна превышать 0,3 м/с и не должна быть ниже 0,5 м/с.
  4. Уровень пыли должен быть минимальным.
  5. Уровень шума не выше 65 дБ.

Чтобы избежать возможных негативных последствий, в серверных помещениях устанавливаются кондиционеры. Они эффективно решают следующие задачи:

  1. Поддерживают оптимальный температурный режим.
  2. Способствуют очищению воздуха от пыли.
  3. Контролируют влажностный режим.

Так как кондиционер в серверную комнату выполняет специфические функции, к нему предъявляются особые требования. Это вызвано тем, что работа такого оборудования не направлена на поддержание благоприятного микроклимата для человека.

Требования к кондиционерам в серверные помещения:

Важно рассчитать оптимальную производительность. Такие расчёты произведут специалисты в центрах продажи климатического оборудования

При определении оптимальной производительности учитывается площадь помещения, наличие вентиляции, количество серверов, уровень «тепловыделения» каждого сервера, обычный уровень температуры в помещении без серверов. За основу производительности оборудования берётся показатель мощности.
Модели с низкой мощностью, без функционала регулирования влажности и температуры не подойдут для обслуживания серверной комнаты.
Необходимо наличие эффективных фильтров, способных удалять всю пыль.
Наличие осушителей воздуха, которые позволяют поддерживать необходимый режим влажности в помещении.
Учитывая особенности нашего климата, когда зимой температуры могут длительное время держаться на уровне минус 30 градусов, кондиционер обязательно оборудовать «зимним комплектом». Он позволит поддерживать определённый температурный режим в помещении независимо от погоды на улице.

Кондиционер для серверной комнаты, как и любое другое оборудование, имеет определённый срок эксплуатации и может неожиданно выйти из строя. Поэтому, чтобы обезопасить данные и программное обеспечение от таких форс-мажорных ситуаций рекомендуется обеспечивать ротацию и резервирование кондиционеров.

Такой подход подразумевает установку в серверной нескольких кондиционеров или целых групп, которые соединены в единую систему кондиционирования с помощью блока ротации кондиционеров. Такой блок позволяет обеспечивать бесперебойное кондиционирование серверных помещений. Один кондиционер работает пока второй «отдыхает» и наоборот.

А в случае поломки одного из кондиционеров, второй обеспечит сохранение благоприятного температурного режима. Попеременная работа кондиционеров позволяет без проблем проводить обслуживание и контролировать уровень нагрузок на каждый конкретный аппарат. Блок ротации может контролировать работу в ручном режиме или автоматическом, в зависимости от того, какое конкретно оборудование используется.

Блок ротации может контролировать работу в ручном режиме или автоматическом

Как характеристики помещения определяют температуру

Говоря о температуре в дата-центре, мы имеем в виду не только конкретное оборудование (оно может быть разной мощности и плотности размещения), но и конкретное помещение с его особенностями.

Если серверная обслуживает небольшую компанию и находится в цокольном или подвальном помещении, с охлаждением справится бытовая сплит-система.

Для охлаждения полноценного дата-центра учитывают близость почвы, особенности прокладки инженерных коммуникаций, площадь помещения, а также стройматериалы и другие факторы.

Больше всего на температуру влияет площадь: чем она меньше, тем быстрее растет температура. И наоборот: чем просторнее серверная комната, тем лучше и быстрее рассеивается тепло.

Материалы разной теплопроводности тоже влияют на процессы теплообмена. Если заменить стены и перегородки из гипсокартона на бетонные стены, а подвесные потолки на железобетонные перекрытия, сохранив толщину, эффективность охлаждения возрастет.

Если стены серверного помещения контактируют с улицей, а не с другим помещением, температура внутри будет зависеть от окружающей среды. Хуже всего в солнечные дни, когда с южной стороны стены дополнительно нагреваются. Летним днем при +38 °C серверы, работающие в небольшой комнате 3×3×3 м, будут перегреваться, так как температура в помещении повысится на 4–7 °C. Цифры приблизительные, потому что все зависит от толщины стен и стройматериалов.

Оборудование для серверной комнаты

Нужно уметь рассчитывать мощность не только для домашней сплит-системы, но и для рабочего пространства

Например, для такого важного помещения, как серверная комната. Какие особенности имеет это тип помещения?

Итак, основными факторами, которые нужно учесть, подбирая устройство кондиционирования для серверной, являются:

Система кондиционирования рабочих помещений

Площадь серверного кабинета обычно небольшая, при огромном выделении тепла от приборов.
Важно выбрать такую систему, которая сможет обеспечивать нужный микроклимат круглогодично.
Хорошо, если кондиционер будет оборудован ротационным блоком. В случае выхода из строя оборудования по причине аварии, он проведет ротацию оборудования.
Кондиционер в серверной должен иметь легко очищающиеся фильтры, потому что обычно в этой комнате довольно пыльно.. Нужно учитывать, что расчет мощности кондиционера для серверной комнаты должен проводиться боле тщательно, чем для других помещений

Это связанно с большой теплоотдачей от оборудования. Для того чтобы произвести расчеты правильно, нужно учитывать производительность всех устройств, находящихся внутри

Нужно учитывать, что расчет мощности кондиционера для серверной комнаты должен проводиться боле тщательно, чем для других помещений. Это связанно с большой теплоотдачей от оборудования. Для того чтобы произвести расчеты правильно, нужно учитывать производительность всех устройств, находящихся внутри.

Вообще любые расчеты по серверной необходимо производить на основе технической документации на оборудование, которое там установлено. Система кондиционирования в этой комнате должна быть полностью автономной. Производительность кондиционера должна быть такой, чтобы покрыть дополнительно 50 % или даже 100 % резервной мощности, в случае выхода из строя основной системы.

Если в паспорте на оборудование нет точных данных о тепловыделении серверного оборудования, то нужно принять за нужное значение до 80 % мощности, которую потребляет включенное оборудование и прибавить к нему еще 20 % – для источников бесперебойного питания.

Также необходимо учесть и выделение влаги и тепла от людей, работающих в этом помещении. Нормы можно найти в соответствующей документации и взять знание как для работников, занятых легким трудом. Что касается воздушной циркуляции, то лучше брать самое максимальное значение.

Также нужно учитывать, то охлажденный воздух, который поступает в комнату, не должен иметь температурное значение менее 14 градусов, а влажность его должна быть не больше 80 %.

Вот, мы и рассчитали необходимую мощность для помещений разного назначения. Сделать это действительно не очень сложно и вполне возможно выполнить своими руками. Зато эффект от использования техники возрастет в разы, если расчеты были произведены правильно, с учетом всех параметров.

Расчет потребляемой мощности и затрат на электроэнергию

Значение потребляемой кондиционером мощности позволяет определить, можно ли его подключать к обычной розетке или же нужно тянуть отдельный кабель к электрощиту. В современных домах электропроводка и розетки рассчитаны на ток до 16А, но если дом старый, то максимальный ток не должен превышать 10А. Для безопасной работы потребляемый сплит-системой ток должен быть на 30% меньше максимально допустимого, то есть в розетку можно включать оборудование, рабочий ток которого не превышает 7–11А, что соответствует потребляемой мощности 1,5–2,4 кВт (заметим, что при таком энергопотреблении мощность охлаждения кондиционера будет лежать в диапазоне 4,5–9 кВт).
Необходимо учитывать, что в квартирах к одному кабелю подключается несколько розеток, поэтому для расчета фактической нагрузки нужно суммировать мощности всех электроприборов, подключенных к розеткам одной линии.

Точное значение потребляемой кондиционером мощности и его рабочий ток указывается в каталоге. Поскольку мы не знаем, какая модель будет выбрана, то рассчитываем эти параметры исходя из среднего значения коэффициента .

Зная потребляемую мощность, мы можем оценить расходы на электроэнергию. Для этого нужно задать среднее время работы кондиционера в сутки при опредленной мощности, например, 2 часа при 100%, 3 часа при 75%, 5 часов при 50% и 4 часа при 25% (такой режим работы характерен для жаркой погоды). После этого можно определить среднее потребление энергии в сутки и, умножив его на количество дней в месяце и стоимость кВт·ч, получить стоимость потребляемой за месяц электроэнергии. Среднесуточное энергопотребление кондиционера зависит от устанавливаемой пользователем температуры воздуха, характера погоды и других трудно учитываемых факторов, поэтому наш расчет не претендует на высокую точность.

После выбора определенной модели сплит-системы вы сможете уточнить предполагаемый расход электроэнергии (о том, как это сделать рассказывается в разделе ).

Типы кондиционеров Функции и характеристики
 
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации