Устройство прецизионного кондиционера: Принципы работы прецизионных кондиционеров | Техническая библиотека ПромВентХолод

Принципы работы прецизионных кондиционеров | Техническая библиотека ПромВентХолод

• Содержание:
• 1. Принцип работы прецизионного кондиционера с охладителем прямого испарения.
• 2. Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем. 
• 3. Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling).
• 4. Принцип работы прецизионного кондиционера с резервной системой охлаждения.

  

Принцип работы прецизионного кондиционера с охладителем прямого испарения.

Принцип работы прецизионного кондиционера с фреоновым охладителем и конденсатором воздушного охлаждения следующий. Циркуляцию воздуха в помещении обеспечивает встроенный в кондиционер один или несколько вентиляторов. Воздушный поток, поступая в кондиционер, проходит через фильтр, который может иметь различную степень очистки от EU-4 до EU-9. Затем очищенный воздух проходит через испаритель, в котором происходит его охлаждение и осушение. После этого воздух может подвергаться другим видам обработки: увлажнению при помощи парового увлажнителя, нагреву за счет водяного или электрического калорифера и после этого подаваться в помещение. Охлаждение воздуха происходит при помощи системы охлаждения с прямым испарением. 

Компрессор всасывает и сжимает пар хладона, повышая его давление и обеспечивая его циркуляцию в холодильном контуре. Далее горячий пар поступает в конденсатор воздушного охлаждения, где охлаждается и конденсируется, превращаясь в жидкость. Охлаждение происходит за счет потока наружного воздуха, создаваемого вентиляторами конденсатора. На выходе из конденсатора жидкий хладон с высоким давлением возвращается в кондиционер и попадает в терморегулирующий вентиль (ТРВ). В нем происходит резкое снижение давления (дросселирование) хладона. Хладон частично выкипает и на выходе из вентиля превращается паро-жидкостную смесь. Затем эта смесь подается в теплообменник испарителя и с его помощью охлаждает воздух в обслуживаемом помещении, снова превращаясь в пар. Пар всасывается компрессором и цикл повторяется. Тепло, отводимое с помощью наружного воздуха сбрасывается в окружающую среду. 

Системы с водяным охлаждением конденсатора работают по тому же принципу. Единственное их отличие состоит в том, что охлаждение конденсатора происходит не за счет воздуха, а за счет циркуляции воды или водных растворов гликолей, подаваемых насосом от внешних источников: системы оборотного водоснабжения или сухой градирни (драйкулера).

Система увлажнения в прецизионных кондиционерах является изотермической, т.е. происходит с помощью водяного пара, который производит парогенератор электродного типа. Вода из водопровода по трубопроводу с установленными на нем обратным клапаном, фильтром механической очистки и соленоидным вентилем попадает в парогенератор, где образуется водяной пар. Пар из генератора по паропроводу попадает в паровой коллектор с инжекционными соплами, смонтированный в воздушном канале прецизионного кондиционера, где непосредственно и происходит процесс увлажнения воздуха. Преимуществами парового увлажнения воздуха являются: быстрота и легкость смешивания пара и воздуха, что дает возможность обеспечивать высокую точность контроля влажности. Из-за высокой температуры пара воздух после увлажнения практически стерилен, т.к. в нем отсутствуют бактерии и микроорганизмы. Минеральные вещества также отсутствуют в воздухе, ведь они выпали в осадок еще в парогенераторе в процессе парообразования. Это делает возможным применение прецизионных кондиционеров в «чистых» помещениях.  

Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем. 

 

Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем следующий. Циркуляцию воздуха в помещении обеспечивает встроенный в кондиционер один или несколько вентиляторов. Воздушный поток, поступая в кондиционер, проходит через фильтр, который может иметь различную степень очистки от EU-4 до EU-9. Затем очищенный воздух проходит через жидкостной теплообменник, в котором происходит его охлаждение и осушение. После этого воздух может подвергаться другим видам обработки: увлажнению при помощи парового увлажнителя, нагреву за счет водяного или электрического калорифера и после этого подаваться в помещение. Охлаждение воздуха происходит при помощи теплоносителя (воды или водных растворов гликоля), подаваемого с помощью насосов от чиллера или драйкулера. Регулирование степени охлаждения воздуха и количества отведенного тепла происходит за счет изменения расхода теплоносителя. Кроме того, при работе чиллера в режиме свободного охлаждения (free-cooling) возможно значительное снижение потребления электроэнергии.

Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling).

Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling) заключается в использовании низкой температуры уличного воздуха для охлаждения помещения. Цель – значительное снижение или полное отсутствие потребления электроэнергии за счет использования охлаждающего потенциала уличного воздуха. В теплое время года агрегат работает за счет системы с прямым испарением, основным потребителем электроэнергии в которой являются компрессор. Но при снижении температуры уличного воздуха до +10оС и ниже компрессор отключается полностью, а используются только насос для подачи теплоносителя от драйкулера к жидкостному воздухоохладителю, обеспечивая таким образом работу в режиме free-cooling. При этом среднегодовое снижение энергопотребления может составлять 40-45%.

Для работы в режиме свободного охлаждения используются агрегаты специальной конструкции, предусмотренной заводом-изготовителем. 

Прецизионные кондиционеры с функцией свободного охлаждения (free-cooling) дополнительно оснащаются следующими элементами: 

• дополнительными воздушными и жидкостными клапанами с управляемым приводом; 
• дополнительными температурными датчиками; 
• специальными настройками алгоритма работы. 

  

Существует 2 типа свободного охлаждения: прямой и непрямой. Прямой free-cooling представляет собой непосредственную подачу уличного воздуха через кондиционер в помещение. Как только уличная температура воздуха становится ниже заданной температуры воздуха в помещении, по сигналу температурного датчика процессор одновременно дает команды на снижение оборотов или полную остановку компрессора и частичное открытие воздушного клапана для подачи уличного воздуха непосредственно в помещение. 

Непрямой тип использует жидкость (раствор гликолей), циркулирующую в трубопроводе между жидкостным воздухоохладителем кондиционера и драйкулером. Охлаждение жидкости происходит за счет потока наружного воздуха, создаваемого вентиляторами драйкулера. При снижении температуры уличного воздуха ниже определенной отметки охлаждение жидкости в драйкулере может происходить без участия вентиляторов. Работая в таком режиме, прецизионный кондиционер позволяет в несколько раз снизить потребление электроэнергии.

Принцип работы прецизионного кондиционера с резервной системой охлаждения.

 

Резервная система охлаждения представляет собой наличие в прецизионном кондиционере комбинации воздухоохладителей, использующих разные источники холода или непосредственное дублирование (резервирование) самих агрегатов. Комбинированные системы могут состоять из двух жидкостных воздухоохладителей или комбинации из охладителя прямого испарения и жидкостного охладителя. Хладоновый охладитель является испарителем холодильной машины, а жидкостной соединен с чиллером. 

Чтобы разобраться с вопросом подбора системы прецизионного кондиционирования и выбрать оборудование, рекомендуем Вам ознакомиться с материалом «Как подобрать прецизионный кондиционер» или обратиться к нашим специалистам. Мы всегда будем рады помочь Вам.

Адрес для заявок на подбор оборудования по готовым проектам и разработке Технических заданий на проектирование системы кондиционирования и вентиляции для серверных и ЦОДов: [email protected]

Также рекомендуем Вам материал на тему: «Микроклимат в серверной или ЦОД. Стандарты и требования».

Сопутствующее оборудование

Прецизионные кондиционеры Clima ProcessorПрецизионные кондиционеры BlueBoxДрайкулеры ThermoKeyДрайкулеры ECO-LUVATA

что это такое и 3 принципа его работы

Прецизионные кондиционеры используют и дома, и в общественных местах. Оборудование отличается высокой точностью и эффективностью Подробнее о принципах работы, правилах монтажа и эксплуатации — далее.

Что собой представляет этот тип оборудования

Принято считать, что кондиционер – наиболее удобное устройство для поддержания необходимой температуры в магазинах, квартирах, коворкингах, кафе и других общественных местах, находящихся в зданиях. Это действительно так. Но некоторые модели такого оборудования применяются также и для обслуживания объектов, где нужны сверхточные показатели температуры. Как правило, для работы электронной техники. Для таких целей и существуют прецизионный кондиционер.

Техника выглядит как металлические шкафы, работающие с целью компенсации теплоизбытков, которые генерируются компьютерами. Также они  применяются там, где работа бытовой системы кондиционирования, не удовлетворяет необходимым требованиям. 

В отличие от вытяжных вентиляторов и сплит-систем, кондиционер прецизионного типа более точный. В случае его использования колебания температуры не превышают 1°С, а для некоторых моделей – до 0,1°С.,Также он не допускает изменение влажности более чем на 2%. Для многих учреждений и лабораторий последний параметр бывает особенно важным.

Советуем почитать: Кондиционер с очисткой и увлажнением воздуха – 4 причины приобрести

Основные характеристики устройства 

У прецизионных кондиционеров принцип работы зависит от площади и особенностей производства. Они могут быть:

• шкафными;
• потолочными;
• моноблочными.

Заказчик сам выбирает тип устройства, согласно проектной документации или по совету специалистов.

Шкафные типы

Шкафные кондиционеры имеют высокую мощность (до 120 КВт) и предназначены для дата-центров и серверных помещений.

Потолочные типы

Навесные кондиционеры объединены с централизованной системой вентиляции, более компактны и имеют явное преимущество по сравнению с аналогами, поскольку не занимают дополнительную площадь помещения.

Моноблочные типы

Моноблочные кондиционеры с мощностью до 15 КВт предназначены для поддержания заданных параметров температуры в помещениях, где установлено телекоммуникационное оборудование и (или) несколько серверов. От остального оборудования они отличаются тем, что они не осуществляют теплообмен с улицей.

Прецизионный кондиционер состоит из двух основных частей: большого и малого блока. В устройство первого входит автоматика, компрессор, испаритель и вентилятор. В малый блок встроены еще один вентилятор и конденсатор.

Обратите внимание: Сплит-система или кондиционер: 3 особенности, которые помогут решить, в чем разница

Принцип работы прецизионного кондиционера

Любой прецизионный кондиционер имеет принцип работы и схему. Она разрабатывается на проектном этапе. Установка кондиционерного оборудования, такого как Cooper&Hunter CH-S09WKP8 ECO STAR WHITE, может быть:

1. Прямого испарения. Это наиболее популярный среди покупателей вариант. Оборудование может быть моноблочным или иметь два блока: внутренний и наружный. Его работа основывается на понижении температуры воздуха предварительно охлажденной водой. Потоки воздуха, проходя по системе металлических каналов, охлаждаются водой и затем подаются в помещение.
2. С применением охлажденной воды. Это более простая конструкция, которая предполагает использование водяного теплообменника для поддержания необходимой температуры. Такое оборудование дороже, чем с использованием традиционного фреона, но на него практически не влияет внешняя температура. Кроме того, он дешевле в эксплуатации.
3. Смешанного типа. Эта схема предполагает наличие двух отдельных систем: водяную и газовую. Такое оборудование целесообразно устанавливать там, где могут появляться перебои со снабжением водой.
4. Свободное охлаждение. В зимний период кондиционер Cooper&Hunter CH-S09XN7 PRIMA PLUS может использовать для подачи холодного воздуха напрямую с улицы. Оборудование такого типа снабжено переключателем с термостатом, которое переводит его в режим free cooling тогда, когда температура за окном снижается до определенной отметки.

Не пропустите: Как включить и настроить кондиционер на тепло: 2 простых способа

Разновидности оборудования

Отдельные типы оборудования могут работать исключительно на охлаждение. Другие – также и на обеспечение требуемых параметров влажности. Третий тип способен не только охлаждать, но также и обогревать.  

С жидкостным воздухоохладителем

Этот тип предполагает прохождение теплого воздуха через очистные фильтры с последующим охлаждением. При необходимости воздух пропускается через увлажнение.  

С охладителем прямого испарения

Устройство, созданное по модели прямого испарения, работает таким образом:

1. Воздух, прошедший в систему через один или несколько вентиляторов, проходит через фильтры.
2. Он пропускается через испаритель, где, в зависимости от требований, он осушается или увлажняется паром.
3. Компрессор путем изменения давления нагнетает воздух в конденсатор, где он конденсируется (трансформируется в жидкое состояние).
4. С помощью фреонного газа жидкость преобразуется в паровую смесь. Впоследствии происходит ее подача в комнату. 

Обязательно прочитайте: Что такое инверторный кондиционер, чем он отличается от обыкновенного: ликбез в 5 разделах

Где могут быть использованы прецизионные кондиционеры

Применение профессионального охлаждающего оборудования может распространяться на такие сферы:

DATA-центры

Наиболее распространенная сфера применения подобного оборудования – это DATA-центры и другие специально приспособленные помещения для хранения и передачи данных. В некоторых случаях кондиционеры используются встроенные, для каждого шкафа, в котором находится до 20 и более серверов. Но иногда охлаждается все помещение, а не только шкаф с ячейками для вычислительной техники.

Винные погреба

Заказчики все чаще обращают внимание на высокоточное оборудование для поддержания низкой температуры с целью его последующей установки в винные погреба. Несмотря на то, что для вина не катастрофично некоторое понижение или повышение градуса окружающей среды, некоторые ценители элитной алкогольной продукции предпочитают создавать идеальный микроклимат для своего хранилища винных бутылок.

Музеи и хранилища

Еще одна сфера применения относится к закрытым фондам различных музеев. В первую очередь, это древности, для которых поддержание необходимого микроклимата чрезвычайно важны с точки зрения дальнейшей сохранности. Сверхточные кондиционеры отлично справляются со своей задачей в комнатах, где сберегаются старинные манускрипты, пергамент, средневековая одежда и флаги, а также другие артефакты минувших столетий.
Стоит ли покупать такое оборудование для обычного здания: например, в кафе или офис, зависит от заказчика. Как правило, для этого вполне достаточно бытовых кондиционерных устройств или принудительной вытяжки.

Способы подключения

Характеристики прецизионного кондиционера более сложные, чем у бытового аналога этого устройства, такого как LG A09IWK (inverter). Поэтому установку и подключение должны выполнять исключительно квалифицированные мастера. Непосредственно монтаж проводится в несколько шагов:

1. Выбор подходящего места.
2. Крепление наружного блока (воздухоприемника) на стене.
3. Соединение коммуникаций и элементов между блоками.
4. Настройка.
5. Тестовый запуск.

Рекомендуем: Как правильно выбрать кондиционеры для квартиры: 3 главных параметра выбора

Какой лучше выбрать прецизионный кондиционер

Выбор оборудования для серверной, системы хранения данных FUJITSU CELVIN NAS Server или иного помещения требующего неукоснительного соблюдения температурных норм, происходит с учетом мощности теплоотдачи, площади и других характеристик. На выбор влияет не только возможность установки внешнего блока снаружи здания, но и ряд дополнительных условий:

1. В помещениях, используемых для хранения и передачи данных (дата-центры), устанавливают кондиционеры, обладающие дополнительной функцией увлажнения.
2. Если оборудование устанавливается в операционных, лабораториях по выращиванию кристаллов или других помещениях, требующих особой чистоты, оборудование должно иметь помимо простого фильтра очистки также более тонкие фильтры.
3. Помимо основного кондиционера крайне рекомендуется иметь в помещении резервное оборудование, которое понадобится в случае внезапной аварии или поломки. Например, в серверных принято устанавливать как минимум два взаимно дополняющие друг друга кондиционера.
4. Расчет мощности, характеристик и количество единиц оборудования должен выполняться сотрудниками специализированных фирм, имеющих опыт работы с подобной техникой.

Собираясь заказать установку системы охлаждения, необходимо заранее знать о том, как работает прецизионный кондиционер. Это избавит покупателя от ненужных забот и неприятностей. Он великолепно справляется со своей работой даже в самых сложных условиях, поэтому не разочарует.

Прецизионное кондиционирование воздуха против комфортного охлаждения

В зависимости от аудитории, с которой мы говорим, будь то новички в отрасли или те, кто пришел из вспомогательных отраслей, таких как сельское хозяйство в помещении или помещения для архивов и медицинских изображений, они часто спрашивали нас, что является основным. разница между прецизионным и комфортным охлаждением.

Упрощенно:

• Прецизионное охлаждение — это кондиционирование воздуха, специально разработанное для ИТ-оборудования в таких местах, как центры обработки данных и компьютерные залы. Прецизионные системы охлаждения также специально созданы для внутреннего сельскохозяйственного рынка, будь то выращивание каннабиса или множества культур вертикального выращивания.
• Комфортное охлаждение предназначено для людей.

Многие ошибочно попытаются внедрить системы прецизионного охлаждения в помещения, где люди думают: «Холодный воздух — это просто холодный воздух, верно?» Неправильный. Подобные места отличаются от компьютерных залов и центров обработки данных тем, что они имеют гораздо более низкую, непостоянную тепловую нагрузку и более высокую потребность в осушении, поскольку люди повышают влажность в помещении, а ИТ-оборудование – нет.

Явное охлаждение и скрытое охлаждение

Явное охлаждение используется для отвода тепла, а скрытое охлаждение используется для удаления влаги. Помещения с высокой плотностью тепловых нагрузок и небольшой потребностью в осушении требуют высокой способности явного охлаждения и низкой способности скрытого охлаждения. Как правило, это будет отношение явного тепла (SHR) от 0,8 до 1,0, где отношение представлено как явное охлаждение по отношению к общему охлаждению. Такие помещения требуют прецизионного охлаждения.

В комнатах данных, где наблюдаются быстрые перепады температуры, высокая или низкая влажность может отрицательно сказаться на электронике помещения. Высокие, низкие или колеблющиеся температуры могут повредить и даже отключить целые системы данных. В прецизионные воздушные системы с SHR ниже 1 часто включается увлажнитель, чтобы вернуть влагу в помещение.

Точный контроль влажности

В то время как слишком высокая влажность может вызвать конденсацию, износ и коррозию ИТ-оборудования, слишком низкая влажность увеличивает статическое электричество, которое может поджечь электрические компоненты. Когда ИТ-оборудование обычно работает 24 часа в сутки, 365 дней в году, система прецизионного охлаждения также должна работать постоянно.

Комфортное охлаждение полностью отличается от прецизионного охлаждения. Люди не производят столько тепла, сколько компьютерные серверы, но мы производим влажность. Это означает, что существует более высокая потребность в скрытом охлаждении для удаления влаги. Для систем комфортного охлаждения обычно требуется значение SHR от 0,65 до 0,8. Использование систем комфортного охлаждения также носит непостоянный характер, обычно только 8-12 часов в день и не обязательно каждый день в течение года. Если система кондиционирования воздуха выйдет из строя, люди окажутся в некомфортных условиях, но не обязательно иметь возможность немедленно запустить и запустить систему, как в центре обработки данных, для защиты этих критически важных сред.

Стандартное комфортное охлаждение предназначено для работы с тепловыми нагрузками низкой плотности, а не с нагрузками высокой плотности, или с точным контролем температуры и влажности, которые требуются для ИТ-комнат. Прецизионные воздушные системы обеспечивают круглогодичную надежную работу с гибкостью, необходимой для решения любых задач. Без надлежащего охлаждающего оборудования приложения, чувствительные к температуре и/или влажности, которые не контролируются точно, поставят под угрозу время безотказной работы, надежность, эффективность и, в конечном итоге, повлияют на прибыльность компании.

ТОЧНОСТЬ

• Тепловые нагрузки высокой плотности
• Точная температура и влажность
• Предназначен для работы в режиме 24/7
• 80%-100% Разумный | 20% Скрытый

КОМФОРТ

• Тепловые нагрузки низкой плотности
• Общие условия для человека
• Периодическое использование 8-12 часов в день
• 65%-80% Разумный | 35% латентный

Типы прецизионных систем охлаждения

Блок кондиционирования воздуха компьютерного зала (CRAC), аналогичный домашнему кондиционеру, работает с использованием цикла охлаждения с непосредственным расширением (DX). Охлаждение осуществляется путем обдува воздухом охлаждающего змеевика, заполненного хладагентом. Хладагент охлаждается компрессором, расположенным внутри агрегата. Затем избыточное тепло удаляется с помощью окружающего воздуха, воды или смеси гликолей.

   

Блок обработки воздуха компьютерного зала (CRAH), в отличие от блока CRAC , использует вентиляторы и змеевики с охлажденной водой для отвода тепла. Поскольку блоки CRAH не имеют компрессоров, они потребляют меньше энергии и более эффективны, чем блоки CRAC. Как правило, охлажденная вода подается в блоки CRAH из источника охлажденной воды, такого как чиллер.

Теперь, когда вы знакомы с основами прецизионного охлаждения, вы можете быть уверены, что Data Aire предлагает широкий выбор КВКЗ и КВКВ, отвечающих вашим потребностям в контроле окружающей среды. Наши критически важные технологии встроены в каждый из наших прецизионных кондиционеров и кондиционеров. Нужна ли вам комплексная система охлаждения для критически важного объекта Datacom или нужно специализированное оборудование для уникальных и постоянных условий, Data Aire предлагает решение для контроля окружающей среды, специально разработанное для наших клиентов.

Что означает прецизионное кондиционирование воздуха сейчас? И это все еще необходимость для ИТ-пространств?

Еще пару лет назад необходимость поддерживать точный контроль температуры и влажности в ИТ-пространстве была главным приоритетом для руководителей центров обработки данных и основным мотивом покупки прецизионной системы кондиционирования воздуха. Однако за последние несколько лет Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) смягчило свои рекомендации и расширило диапазоны температуры и влажности, которые считаются приемлемыми в средах, где размещается чувствительное ИТ-оборудование, включая центры обработки данных, серверные комнаты. , сетевые шкафы, технические помещения или другие помещения, такие как комплекты медицинского оборудования, лаборатории и телекоммуникационные центры. Следовательно, прецизионное охлаждение в его самом буквальном смысле больше не рассматривается как абсолютная необходимость, как это было раньше.

Тем не менее, надлежащее управление температурным режимом ИТ, безусловно, остается критическим приоритетом. Прецизионное кондиционирование воздуха — или системы охлаждения уровня центра обработки данных — по-прежнему очень необходимы, даже если точные (в пределах 1 или 2 градусов) заданные значения температуры и влажности больше не являются обязательными. Отчасти это связано с тем, что, хотя диапазон допустимых температур в ИТ-пространстве расширился, также увеличилось количество тепла, выделяемого все более сложными серверами, необходимыми для поддержки современных энергоемких и ресурсоемких приложений, включая Интернет вещей (IoT). ), искусственный интеллект (ИИ) и другие. И правильное управление этим теплом является ключом к обеспечению оптимальной работы ИТ-оборудования.

Кроме того, последствия превышения рекомендуемого порога нагрева столь же серьезны, как и всегда. Чрезмерное тепло может отрицательно сказаться на оборудовании, привести к отказу компонентов или иногда к полному отключению системы, и все это может произойти за считанные минуты. Отказы ИТ-оборудования часто превращаются в незапланированные простои для бизнеса, что приводит к ошеломляюще высоким затратам, которые превышают стоимость повреждения оборудования и включают в себя возможность упущенной выгоды, нарушение обслуживания клиентов и ущерб репутации, который может сохраняться еще долгое время после ремонта оборудования. бизнес восстановлен и работает.

Чтобы помочь предотвратить потенциально катастрофические угрозы непрерывности критически важного бизнеса, прецизионное кондиционирование воздуха — или то, что Vertiv обычно называет управлением температурным режимом — по-прежнему очень необходимо в центрах обработки данных и ИТ-пространствах.

 

Могут ли строительные системы кондиционирования воздуха охлаждать ИТ-оборудование так же хорошо, как прецизионные системы кондиционирования воздуха?

В некоторых ИТ-пространствах, таких как серверные или технологические помещения, расположенные в административном здании, руководители объектов часто полагаются на систему комфортного охлаждения здания для поддержания среды в ИТ-пространстве. Это правда, что коммерческое решение переменного тока может играть определенную роль в контроле температуры, влажности и качества воздуха в этих помещениях. Но системам не хватает многих аспектов, начиная с того факта, что комфортное охлаждение для помещений для людей и прецизионное охлаждение для ИТ-пространств специально разработаны для совершенно разных целей.

Подумайте об этом так: легковые и грузовые автомобили имеют одни и те же основные компоненты (двигатели, рулевое колесо, тормоза и т. д.), но вы бы не выбрали седан для поездки по бездорожью. Другими словами, автомобили предназначены для самых разных целей. То же самое относится и к прецизионным системам кондиционирования воздуха или терморегулирования.

В частности, эти специальные решения для охлаждения предназначены для выполнения следующих задач:

• Справляться с уникальной концентрированной тепловой нагрузкой, создаваемой ИТ-оборудованием. Современное сложное ИТ-оборудование выделяет значительное количество тепла. А если учесть продолжающееся увеличение средней плотности стоек в отрасли в сочетании с ростом небольших периферийных площадок, становится ясно, что системы кондиционирования воздуха в коммерческих зданиях не приспособлены для работы с повышенными концентрированными тепловыми нагрузками. Кроме того, многие помещения, используемые сегодня для ИТ, изначально не предназначались для размещения критически важного оборудования, создавая далеко не идеальные условия окружающей среды, которые могут создать дополнительные проблемы с охлаждением, которые делают решения для комфортного охлаждения еще менее эффективными. 9С другой стороны, решения для охлаждения центров обработки данных 0062 специально разработаны для контроля температуры в этих помещениях. Эти системы терморегулирования предназначены для сбора тепла в небольших плотных помещениях и его отвода одним из нескольких способов, в зависимости от типа выбранной системы.
• Работа 24 часа в сутки, 365 дней в году, независимо от температуры наружного воздуха. Когда на улице холодно, в офисных зданиях не требуется кондиционер. Но ИТ-пространства по-прежнему существуют. Точно так же, как бакалейщику требуется специальное оборудование, чтобы сохранить замороженный горох замороженным, даже когда на улице минусовая температура, центрам обработки данных и другим ИТ-пространствам нужен способ отвода тепла независимо от температуры наружного воздуха. Но большинство систем комфортного охлаждения предназначены для работы только при температуре на открытом воздухе выше 55 градусов по Фаренгейту. Кроме того, независимо от внешней температуры, некоторые коммерческие системы переменного тока отключаются в нерабочее время или в выходные дни, оставляя постоянно включенное компьютерное оборудование без защиты.
  Системы охлаждения для центров обработки данных решают эти проблемы и специально разработаны для непрерывной работы — даже когда температура наружного воздуха падает до 30 F или в 2 часа ночи воскресенья. Это гарантирует, что ваше оборудование всегда охлаждается должным образом.
• Посвятить большую часть своих возможностей контролю температуры в помещении. В типичной системе охлаждения здания мощность распределяется между задачами по охлаждению помещения и удалению влаги (влажности) из воздуха, чтобы люди чувствовали себя комфортно в теплое время года. На обработку влаги может быть направлено до 40% общей мощности такой системы. В таком случае коэффициент явного тепла составляет 0,60, что означает, что только 60% охлаждающей способности предназначено для изменения температуры воздуха.
  
  В сфере ИТ это большая потеря. ИТ-оборудование, как правило, производит сухое, интенсивное тепло, поэтому ему не требуется почти столько же мощности для увлажнения. Действительно, если купить систему комфортного охлаждения мощностью 100 киловатт (кВт) для охлаждения 100 кВт ИТ-нагрузки, решение, скорее всего, не сработает, поскольку охлаждающая способность ИТ-системы будет составлять всего около 60 кВт.
  Большинство современных прецизионных систем охлаждения спроектированы с коэффициентом явного тепла не менее 0,90. Это 90 % мощности охлаждения, предназначенной для охлаждения ИТ-оборудования, а оставшиеся 10 % мощности предназначены для удаления влаги, которая может проникнуть в помещение извне. Многие системы управления температурным режимом Vertiv™ предлагают коэффициент явного тепла 0,9.5.

 

Как работает система терморегулирования уровня центра обработки данных?

Несмотря на то, что существует несколько различных типов прецизионных систем кондиционирования воздуха или систем управления температурным режимом, предназначенных для удовлетворения уникальных потребностей различных приложений, все системы, как правило, работают одинаково. Оборудование обеспечивает оптимальную температуру воздуха на приточные вентиляторы ИТ-оборудования с помощью блока или блоков, установленных в ИТ-пространстве, либо по периметру помещения, в ряду, либо в стойках или на потолке, если площадь помещения ограничена. . Эти внутренние блоки используют охлаждение или используют холодную воду или охлаждающую жидкость на основе гликоля для охлаждения воздуха. Они используют вентиляторы и воздушный поток, чтобы направлять холодный воздух в нужные места.

В то же время горячий воздух, создаваемый оборудованием, собирается и выбрасывается из ИТ-пространства. Блок отвода тепла системы терморегулирования отводит тепло одним из нескольких способов:

• Направляя его в систему охлаждения здания. Системы охлаждения с охлажденной водой, такие как инновационная система Vertiv™ Liebert® CW, являются хорошим выбором для крупных центров обработки данных, имеющих доступ к установке охлажденной воды. Для небольших помещений или пространств в высотных зданиях, где невозможно отводить воздух снаружи, можно использовать компактное решение для охлаждения по периметру, такое как Vertiv™ Liebert® PCW, или даже потолочную прецизионную систему охлаждения, например версию с охлажденной водой. Vertiv™ Liebert® Mini-Mate, не занимающий много места, может эффективно собирать и направлять тепло на установку охлажденной воды в здании посредством общего контура трубопровода.
• Отбрасывая его на открытом воздухе. Системы прямого испарения с воздушным охлаждением соединяют внутренний блок кондиционирования воздуха компьютерного зала (CRAC) с наружным блоком отвода тепла и используют наружный окружающий воздух для охлаждения хладагента. Эти системы, такие как Vertiv™ Liebert® DS, чрезвычайно надежны, поскольку они не зависят от других систем здания для охлаждения отводимого тепла. Однако для каждого блока требуется собственный трубопровод и блок отвода наружного тепла, который может занимать ценное пространство.
• Отводя его в контур теплой воды здания. Системы прямого испарения с водяным охлаждением, такие как Vertiv™ Liebert® PDX, соединяют несколько внутренних блоков CRAC с контуром теплой воды здания, обычно с системой градирни, в которой хладагент охлаждается технологической водой. Небольшие и средние помещения в помещениях, где есть система водоснабжения здания, являются хорошими кандидатами для этого решения.
• Путем подключения к наружному жидкостному охладителю, такому как сухой охладитель. Системы прямого расширения с гликолевым охлаждением соединяют несколько внутренних блоков CRAC с контуром сухого охладителя и насосной системой, в которых циркулирует раствор теплой воды на основе гликоля для охлаждения хладагента. Эти типы систем могут принести пользу небольшим и средним помещениям, но на крыше должно быть достаточно места для размещения драйкулера и насосов.
• С помощью специальной жидкости для непосредственного охлаждения оборудования. Жидкостное охлаждение становится еще одним вариантом управления температурным режимом ИТ. Если вы когда-либо сильно обжигали палец, вы знаете, что воздуха (т.е. дуновения на него) часто бывает недостаточно, чтобы облегчить ожог. Вам нужно запустить палец под холодной водой для облегчения. Прорывные системы жидкостного охлаждения, такие как Vertiv™ Liebert® XDU и Vertiv™ Liebert® XDM, используют жидкость, а не воздух для охлаждения ИТ-оборудования для достижения лучших результатов. Холодная жидкость циркулирует в пластинчатых теплообменниках, встроенных в ИТ-оборудование. Это обеспечивает чрезвычайно эффективное охлаждение, поскольку охлаждающая среда поступает непосредственно к ИТ-оборудованию, а не охлаждает все пространство. Однако для этого требуется специализированное ИТ-оборудование со встроенными теплообменниками жидкость/жидкость. Жидкостное охлаждение является наиболее практичным для вычислительных приложений с высокой плотностью или производительностью, где тепло наиболее интенсивно.

 

Дополнительные компоненты системы управления температурным режимом

В дополнение к внутренним блокам и компонентам отвода тепла решения для управления температурным режимом часто включают в себя другие важные компоненты или могут работать в сочетании с другим оборудованием и программным обеспечением для оптимизации стратегии охлаждения. К этим компонентам относятся:

• Система управления: Большинство систем терморегулирования поставляются с базовым уровнем контроля, который позволяет персоналу центра обработки данных устанавливать и контролировать температуру, влажность и воздушный поток в ИТ-пространстве. Усовершенствованные или интеллектуальные элементы управления могут использоваться для объединения нескольких блоков в сеть в целях резервирования и повышения эффективности. Когда охлаждающие устройства объединены в сеть, они не «борются» и не работают друг против друга, что означает, что одни устройства нагревают и увлажняют, а другие охлаждают и осушают, расходуя при этом энергию. Вместо этого сетевые устройства работают вместе как одна команда для оптимизации охлаждения и энергоэффективности. Сетевые устройства также повышают надежность системы. Если в одном из подразделений возникнут проблемы, другие в команде восполнят слабину, предлагая дополнительный уровень защиты ИТ-оборудования.
• Датчики: Стратегическое размещение датчиков в ИТ-пространствах помогает менеджерам центров обработки данных следить за точной температурой приточного воздуха для ИТ-оборудования. Эти данные используются для обеспечения того, чтобы система управления температурным режимом обеспечивала столько охлаждения, сколько необходимо, снижая потребление энергии и предотвращая избыточное выделение ресурсов.
• Централизованный и удаленный мониторинг и оповещение: Подходящее аппаратное и программное обеспечение для мониторинга информирует персонал центра обработки данных об условиях в ИТ-помещениях, что особенно важно в случае удаленных или распределенных объектов или когда ИТ-персонал работает вне дома. сайт. При правильном решении ИТ-персонал может контролировать все сайты в своей сети с одного центрального объекта. Кроме того, многие решения включают в себя системы оповещения и аварийной сигнализации, которые оповещают членов группы о сбоях компонентов или условиях окружающей среды, которые могут выйти за пределы заданного рабочего диапазона, поэтому они могут принимать упреждающие меры в устранении ситуаций до того, как возникнет проблема.

 

Каковы некоторые из наиболее важных функций решения для управления температурным режимом уровня центра обработки данных?

Хотя системы охлаждения должны работать надежно, они также должны работать максимально эффективно. На ИТ-системы управления температурным режимом приходится около 38% общего энергопотребления в типичном центре обработки данных. Крайне важно выбрать прецизионную систему охлаждения или управления температурным режимом, которая отличается надежностью и эффективностью.

Некоторые функции, на которые стоит обратить внимание, включают:

• Вентиляторы и компрессоры переменной производительности. Компоненты, которые могут приспосабливаться к фактическим условиям в помещении, чтобы обеспечить столько охлаждения и потока воздуха, сколько необходимо, являются ключом к контролю энергопотребления и расходов для обеспечения устойчивости. Например, технологии вентиляторов с регулируемой скоростью могут автоматически модулировать вверх и вниз от 25 до 100% в зависимости от системы. Сопоставляя мощность воздушного потока с требованиями нагрузки в помещении, а не работая при пиковой нагрузке 100 % времени, эти вентиляторы могут снизить энергопотребление вентилятора на целых 76 %.
• Двойные компрессоры и блок питания для резервирования. Прецизионные системы кондиционирования воздуха или управления температурным режимом должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать круглосуточную работу и защищать от возможного отказа компонентов. Ищите встроенную избыточность для ключевых компонентов. Объединение сетевых единиц в одну команду также может помочь обеспечить 100% доступность оборудования.
• Системы экономии. Дополнительные системы экономии позволяют охлаждающим устройствам использовать более низкую температуру наружного воздуха для удовлетворения требований к охлаждению внутри помещений. Например, экономайзер с перекачиваемым хладагентом можно использовать в системе с воздушным охлаждением, при этом небольшой насос обеспечивает циркуляцию холодного хладагента, когда температура наружного воздуха достаточно низкая. Экономия также является опцией в системах прямого расширения с водяным и гликолевым охлаждением, когда температура воды или гликоля падает из-за низкой температуры наружного воздуха. Независимо от типа системы, экономия снижает количество необходимого механического охлаждения или охлаждения, тем самым значительно снижая потребление энергии.
• Дополнительный увлажнитель . Чтобы избежать электростатического разряда, который может повредить серверы, или увеличить мощность охлаждения при использовании системы испарительного охлаждения, увлажнитель может добавлять необходимую влагу в центр обработки данных или ИТ-пространство.
• Высокоэффективная фильтрация воздуха . Это способствует чистоте воздуха в помещении и защищает от пыли и мусора работу чувствительного ИТ-оборудования.

 

Выбор правильного решения для управления температурным режимом для вашего приложения

Как показано в этой статье, существует множество факторов, которые следует учитывать при выборе решения для прецизионного охлаждения или управления температурным режимом ИТ. Однако в большинстве приложений выбор сводится к трем ключевым факторам:

1. Нагрузка в помещении . Система охлаждения должна быть рассчитана на нагрузку в помещении. Нагрузка представляет собой сумму всего ИТ-оборудования в помещении, освещения и любых нагрузок, вызванных поступлением наружного воздуха или теплом, проникающим через внешние стены. Оборудование для терморегулирования бывает разной мощности. Vertiv предлагает системы мощностью от 2,5 до 400 кВт для всех типов приложений.
2. Размер помещения и логистика . Охлаждение большого центра обработки данных, очевидно, представляет собой другую задачу, чем охлаждение небольшого сетевого шкафа, и само пространство будет диктовать тип решения, которое вы выберете. В больших традиционных центрах обработки данных с фальшполами можно разместить более крупные блоки прецизионного кондиционирования воздуха, которые можно установить по периметру помещения или в рядах. В небольших ИТ-комнатах может потребоваться устройство, которое можно установить в стойку или на потолок.
3. Метод отвода тепла . То, как вы будете отводить тепло из помещения, обычно является определяющим фактором при выборе системы охлаждения. Наилучший вариант зависит от того, какие строительные системы доступны (можете ли вы подключиться к существующей установке охлажденной воды или системе градирен?) и архитектуры объекта (можно ли отводить тепло снаружи?) пространство также имеет значение. Наконец, если у вас есть приложение с очень высокой плотностью, возможно, стоит изучить новые решения для жидкостного охлаждения, которые хорошо подходят для этих сред. Принимая во внимание все эти вопросы, а также эффективность, эксплуатационные расходы и заботу об окружающей среде, вы сможете определить, какой тип прецизионного охлаждения или ИТ-системы управления температурным режимом будет лучше всего работать в вашем помещении.

Следующая таблица поможет вам сравнить различные типы доступных решений и предоставит вам примеры каждого из них:

 

	Фактор формы	охлаждающая жидкость	Требования	Преимущества	Соображения	Идеально для	Продукты
Охлажденная вода	Устройство(а) обработки воздуха в помещении, подключенное(ие) к системе охлаждения здания	Охлажденная вода	Строительство завода по охлаждению воды Источник воды Очистка воды	Использование существующей инфраструктуры Сокращает инвестиции и пространство, необходимое для отвода тепла	Стратегия резервирования для защиты от отказа чиллера Эксплуатационные расходы и экологические соображения, связанные с потреблением и очисткой воды	Крупные центры обработки данных Высотное здание или другие помещения, где нельзя отводить тепло наружу	Либерт® CW Liebert® PCW Liebert® Mini-Mate
Прямое охлаждение с воздушным охлаждением	Внутренний блок CRAC «один к одному» с отводом наружного тепла	Наружный окружающий воздух	Нет	Автономный Эффективный; малое количество теплопередач Надежный и простой в обслуживании Дополнительный насос для экономии хладагента	Соотношение внутреннего и наружного блоков один к одному Длинные трубопроводы (более 200-300 футов) Требуется достаточное пространство для откачки и отвода тепла	Маленькие и средние помещения	Liebert®DS Либерт® ДСЕ Liebert®PDX Liebert® Mini-Mate
Прямое охлаждение с водяным охлаждением	Внутренний блок CRAC, подключенный к водяному контуру теплого здания	Техническая вода	Система градирни или другая система водоснабжения здания Источник воды Очистка воды	Несколько внутренних блоков CRAC могут быть подключены к общему водяному контуру Использует существующую инфраструктуру Сокращает инвестиции и пространство, необходимое для отвода тепла Варианты экономии	Эксплуатационные расходы и экологические соображения, связанные с потреблением и очисткой воды	Небольшие и средние помещения Высотное здание или другие помещения, где нельзя отводить тепло наружу	Либерт® DS Liebert®PDX Liebert® Mini-Mate
Прямое расширение с гликолевым охлаждением	Внутренний блок (блоки) CRAC, подключенный к наружному охладителю жидкости	Теплый раствор воды/гликоля в антифризе	Контур сухого охладителя и насосная система Система водоснабжения здания Достаточное пространство на крыше	Вода не используется Минимальная очистка воды Варианты экономии	Ценное пространство на крыше необходимо для размещения нескольких блоков отвода тепла	Маленькие и средние помещения	Liebert®DS Liebert® Mini-Mate
Жидкостное охлаждение	Холодная жидкость циркулирует в пластинчатых теплообменниках, встроенных в ИТ-оборудование	Специальная жидкость	Специализированное ИТ-оборудование со встроенным жидкостно-жидкостным теплообменником	Высокоэффективный	Пространство и затраты, связанные с развертыванием специализированной инфраструктуры жидкостного охлаждения	Приложения высокой плотности Приложения для высокопроизводительных вычислений	Liebert® XDU

 

Получите контроль над своей ИТ-средой

В конечном счете, настоящая и комплексная система управления температурным режимом предоставляет больше, чем способ сбора и отвода тепла в ИТ-пространстве.