Расчет мощности кондиционера для серверной

Расчет мощности кондиционера

Расчет мощности охлаждения

Типовой расчет мощности кондиционера

Типовой расчет позволяет найти мощность кондиционера для небольшого помещения: отдельной комнаты в квартире или коттедже, офиса площадью и других помещений, расположенных в капитальных зданиях. Расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по следующей методике:

Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Qrange от –5% до +15% расчетной мощности Q .

Пример типового расчета мощности кондиционера

Рассчитаем мощность кондиционера для жилой комнаты площадью c высотой потолков 2,75 м в которой проживает один человек, а также есть компьютер, телевизор и небольшой холодильник с максимальной потребляемой мощностью 165 Вт. Комната расположена на солнечной стороне. Компьютер и телевизор одновременно не работают, так как ими пользуется один человек.

    Сначала определим теплопритоки от окна, стен, пола и потолка. Коэффициент q выберем равным 40, так как комната расположена на солнечной стороне:

Нам осталось выбрать модель подходящей мощности. Большинство производителей выпускает сплит-системы с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Из этого ряда мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.

Расчет мощности с использованием дополнительных параметров

Типовой расчет мощности кондиционера, описанный выше, в большинстве случаев дает достаточно точные результаты, однако вам будет полезно знать о некоторых дополнительных параметрах, которые порой не учитываются, но существенным образом влияют на требуемую мощность кондиционера.

Учет притока свежего воздуха от приоткрытого окна

Методика, по которой мы рассчитали мощность кондиционера, предполагает, что кондиционер работает при закрытых окнах и свежий воздух в комнату не поступает. В инструкции к кондиционеру обычно также говорится о том, что эксплуатировать его необходимо при закрытых окнах, иначе наружный воздух, попадая в помещение, будет создавать дополнительную тепловую нагрузку. Следуя инструкции, пользователю приходится периодически отключать кондиционер, проветривать помещение и снова включать его. Это создает определенные неудобства, поэтому покупатели часто интересуются, можно ли сделать так, чтобы и кондиционер работал, и воздух был свежим.

Для ответа на этот вопрос нам нужно разобраться, почему кондиционер может эффективно работать вместе с приточной вентиляцией, но не может — с открытым окном. Дело в том, что система вентиляции имеет вполне определенную производительность и подает в помещение заданный объем воздуха (подробнее об этом рассказывается на странице Вентиляция квартир и коттеджей), поэтому при расчете мощности кондиционера можно легко учесть эту тепловую нагрузку. С открытым окном ситуация иная, ведь объем воздуха, попадающий через него в комнату, никак не нормируется, и дополнительная тепловая нагрузка неизвестна.

Эту проблему можно попробовать решить, установив окно в режим зимнего проветривания (приоткрыв форточку) и закрыв в комнате дверь. Тогда в помещении не будет сквозняков, но небольшое количество свежего воздуха будет постоянно поступать внутрь. Сразу оговоримся, что работа кондиционера с приоткрытым окном не предусмотрена инструкцией, поэтому мы не можем гарантировать нормальную работу кондиционера в таком режиме. Тем не менее, во многих случаях такое техническое решение позволит поддерживать в помещении комфортные условия без периодического проветривания. Если вы планируете использовать кондиционер в таком режиме, то необходимо учесть следующее:

  • Мощность Q1 должна быть увеличена на для компенсации тепловой нагрузки от приточного воздуха. Эта величина получена исходя из однократного дополнительного воздухообмена при температуре / влажности наружного воздуха и температуре внутреннего воздуха В калькуляторе вы можете выбрать другую кратность воздухообмена (рекомендуемое значение для жилых помещений —
  • Потребление электроэнергии возрастет на Заметим, что это является одной из основных причин запрета эксплуатации кондиционеров при открытых окнах в офисах, отелях и других общественных помещениях.
  • В некоторых случаях теплопритоки могут оказаться слишком большими (например, при очень жаркой погоде) и кондиционер не сможет поддерживать заданную температуру. В этом случае окно придется закрыть.

Гарантированные

Многих покупателей волнует вопрос: не опасен ли кондиционер для здоровья? В Ответах на Часто задаваемые вопросы приводится несколько простых правил, выполняя которые вы обезопасите себя от риска простуды. Одно из этих правил заключается в том, что перепад температур воздуха снаружи и внутри помещения не должен быть слишком большим. Так, если на улице 35 – , то в помещении желательно поддерживать температуру не ниже 25 – . Но такие рекомендации подходят не всем, ведь для некоторых людей комфортная температура не превышает . Проблема в том, что типовой расчет мощности кондиционера производится в соответствии со Строительными Нормами и Правилами, а в СНиП указано, что для Москвы расчетная температура воздуха в теплый период года составляет . Соответственно, поддержание в помещение минимально возможной температуры на уровне гарантируется только при температуре наружного воздуха не выше .

Поскольку типовой расчет делается с небольшим запасом, то на практике кондиционер сможет эффективно охлаждать помещение при температуре наружного воздуха до 30 – , однако при увеличении температуры до 35 – его мощности уже будет недостаточно. Поэтому тем, кто «любит похолоднее» можно посоветовать увеличить мощность Q1 на 20 – 30% (в калькуляторе используется среднее значение – 25%).

Верхний этаж

Если квартира расположена на последнем этаже и сверху нет чердака или технического этажа, то тепло от нагретой крыши будет передаваться в помещение. Крыша, расположенная горизонтально, да еще темного цвета, получает в несколько раз больше тепла, чем светлые стены (для примера сравните в солнечный день температуру асфальта и стены снаружи помещения). Вследствие этого теплопритоки от потолка будут выше, чем учтено в типовом расчете, и мощность Q1 необходимо будет увеличить на 10 – 20% (точное значение зависит от фактического нагрева потолка, в калькуляторе используется среднее значение – 15%).

Большая площадь остекления

Насколько сильно влияет большая площадь остекления на поступление тепла? Самый простой способ понять это без сложных расчетов — обратиться к аналогии и рассмотреть обогрев помещения в зимний период. Эта аналогия уместна, поскольку теплоизоляция здания не зависит от того, где теплее — внутри или снаружи, а теплопритоки или теплопотери определяются только перепадом температур. Зимой перепад температур между наружным и внутренним воздухом может длительное время превышать ( ). Летом же перепад в два раза меньше ( ). Несмотря на то, что теплопотери зимой в два раза больше, чем теплопритоки летом, для расчета мощности обогревателей используется та же формула, что и для расчета кондиционера — 1 кВт на 10 м².

Объясняется это как раз влиянием солнечного излучения, проникающего в комнату через окно. Зимой солнце помогает обогревать помещение (вы, наверно, замечали, что в морозный солнечный день в квартире заметно теплее, чем в пасмурную погоду). А летом кондиционеру приходится тратить до 50% своей мощности на компенсацию теплопритоков от Солнца.

При типовом расчете предполагается, что в комнате есть одно окно стандартного размера (с площадью остекления 1,5 – 2,0 м²). В зависимости от инсоляции (степени освещенности солнечными лучами) мощность кондиционера изменяется на 15% в большую или меньшую сторону от среднего значения. Если площадь остекления больше стандартного значения, то мощность кондиционера необходимо увеличить. Поскольку в типовом расчете уже учтена стандартная площадь остекления то для компенсации дополнительных теплопритоков на каждый квадратный метр площади остекления свыше нужно прибавить при сильной инсоляции, при средней освещенности и для затененного помещения.

Если в течение дня в помещение заглядывает Солнце, на окне обязательно должны быть светлые шторы или жалюзи — они позволяют снизить теплопритоки от солнечного излучения.

На что еще обратить внимание?

Если учет дополнительных параметров привел к увеличению мощности, то мы рекомендуем выбрать инверторный кондиционер, который имеет переменную мощность охлаждения и поэтому будет эффективно работать в широком диапазоне тепловых нагрузок. Обычный (не инверторный) кондиционер увеличенной мощности специфики своей работы может создавать некомфортные условия, особенно в небольшом помещении.

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 , что соответствует потребляемой мощности (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.

Читайте также  Какой генератор нужен для газового котла?

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 ERR.

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 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 вы сможете уточнить предполагаемый расход электроэнергии (о том, как это сделать рассказывается в разделе Потребляемая мощность).

Кондиционеры для серверной

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.

Требования к кондиционерам для серверной

— оборудование, применяемое для кондиционирования серверных помещений, должно обладать высокой надежностью;

— суммарная мощность кондиционеров (без учета резервных) должна быть достаточной для поддержания температур в диапазоне от 18 до 24 градусов, а также предусматривать резерв на наращивание телекоммуникационного оборудования (расчет мощности кондиционера для серверной см. ниже);

— для кондиционирования серверных помещений должно быть предусмотрено 50% или 100% резервирование по количеству независимых кондиционеров (резервирование кондиционеров для серверной см. ниже);

— кондиционеры в серверных должны быть адаптированы для работы на охлаждение при отрицательных температурах наружного воздуха (низкотемпературные комплекты для кондиционирования серверных помещений см. ниже);

— с целью повышения безопасности телекоммуникационного и серверного оборудования, а также для равномерного износа кондиционеров, в наиболее важных серверных и дата-центрах рекомендуется применять блоки автоматики для управления работой кондиционеров (применение согласователя работы кондиционеров СРК-D см. ниже).

Какие кондиционеры применяются для кондиционирования серверных помещений

Кондиционирование серверных помещений с применением бытовых и полупромышленных сплит-систем:
В подавляющем большинстве случаев для кондиционирования небольших серверных помещений применение особо мощных и высоконадежных кондиционеров не является целесообразным и экономически оправданным. В таких случаях с поставленной задачей вполне успешно справляются кондиционеры бытовых и полупромышленных серий настенного, кассетного, канального или колонного типа, при условии их адаптации для работы при пониженных температурах наружного воздуха.
Основываясь на многолетнем опыте компании Ru-Klimat в организации кондиционирования серверных помещений для этих целей мы применяем проверенное на реальных объектах надежное оборудование среднего ценового диапазона – Dantex и Kentatsu , и высокого ценового диапазона – Daikin и Mitsubishi Electric .

Кондиционирование серверных помещений с применением прецизионных кондиционеров:
Кондиционирование серверных помещений относится к инженерным технологиям обеспечения промышленной безопасности, что накладывает повышенные требования к надежности применяемого оборудования. Поэтому для обеспечения необходимого температурного и влажностного режима в помещениях с особо важным телекоммуникационным и серверным оборудованием применяются специализированные и высоконадежные прецизионные кондиционеры. Такие кондиционеры способны поддерживать температуру в помещении с точностью до 1-го градуса.
Прецизионные кондиционеры обладают следующими основными преимуществами:

  • точность контроля и поддержания температуры до 1°С и влажности до 2%;
  • надёжность работы при непрерывной эксплуатации;
  • возможность работы в широком диапазоне температур (до минус 35°С);
  • совместимость с системами диспетчерского контроля и системами управления микроклиматом здания.

Использование прецизионных кондиционеров для кондиционирования серверных помещений является наиболее качественным и соответственно дорогим решением. Но высокая стоимость прецизионных кондиционеров в ряде случаев является неприемлемой для применения в небольших и не особо ответственных серверных помещениях.

Расчет мощности кондиционеров для серверной

Точный расчет необходимой мощности кондиционеров для серверных помещений является достаточно сложным проектным мероприятием, учитывающим множество исходных данных. На практике применяется упрощенный расчет мощности кондиционеров для серверной, который основывается на следующих исходных данных и корректировочных коэффициентах:

V — объем помещения серверной, м3;
P – потребляемая мощность серверного и вспомогательного оборудования, кВт;
T – теплопотери помещения. Расчетные теплопотери принимаются равными 0,03-0,04 кВт/м3;
Кserv – процент тепловыделения оборудования. Принимается как 80%-90% потребляемой оборудованием мощности;
Кups – процент тепловыделения источников бесперебойного питания. Принимается как 20%-30% потребляемой оборудованием мощности;
Кal – процент резервной мощности кондиционеров, учитывающий непредвиденные обстоятельства и ситуации. Принимается как 10%-20% расчетной мощности кондиционеров.
Kup – процент резервной мощности кондиционеров, учитывающий возможное наращивание состава телекоммуникационного оборудования без изменения состава системы кондиционирования. Принимается как 10%-30% расчетной мощности кондиционеров;

Пример расчета мощности кондиционеров для серверной:
Если объем серверной равен 20 м3, а потребляемая мощность северного оборудования равна 10 кВт:
Расход мощности на теплопотери помещения M1 = V*T = 20*0,03 (0,04) = 0,6 (0,8) кВт
Расход мощности на тепловыделение оборудования M2 = P*Kserv = 10*80% (90%) = 8 (9) кВт
Расход мощности на тепловыделение источников бесперебойного питания M3 = P* Кups =10*20% (30%) = 2 (3) кВт
Резерв мощности на нештатные ситуации M4 = (M1+M2+M3)* Кal = (0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3))*10% (20%) = 1,06 (1,28) кВт
Резерв мощности на развитие M5 = (M1+M2+M3)* Kup = (0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3))*10% (30%) = 1,06 (3,18) кВт.
Итоговая мощность кондиционеров M = M1+M2+M3+M4+M5 = 0,6 (0,8) + 8 (9) + 2 (3) + 1,06 (1,28) + 1,06 (3,18) = 12,72 (17,26) кВт.
Итак, в приведенном примере необходимо установить кондиционеры (без учета резервных) суммарной мощностью примерно 15 кВт.

Резервирование кондиционеров в серверных помещениях

Кондиционирование серверных помещений необходимо проектировать с учетом 50% — 100% резервирования по количеству независимых установок. При 50% резервировании из 3-х кондиционеров единовременно работают только два, а третий находится в резерве. При 100% резервировании в проект закладывается удвоенное количество кондиционеров. Это делается из соображений безопасности – даже в случае внезапного выхода из строя нескольких кондиционеров, они могут быть полностью замещены резервными.
В любом случае при резервировании оборудование работает по переменному принципу: когда работает один — второй отдыхает. Таким образом, срок службы кондиционеров увеличивается.

Низкотемпературные комплекты для кондиционирования серверных помещений

В связи с тем, что оборудование серверных помещений необходимо охлаждать как летом, так и зимой, кондиционеры в серверных помещениях должны быть оборудованы низкотемпературными комплектами, позволяющими им работать при отрицательных температурах наружного воздуха. Зимний комплект состоит из регулятора давления конденсации (регулятор скорости вращения вентилятора), обогрева картера компрессора и обогрева дренажа. Обогрев дренажа необходим только в случае отвода конденсата на улицу, а в случае подключения дренажного трубопровода в канализацию здания он не нужен.
Для этих целей мы применяем кондиционеры оснащенные дистрибьютором в заводских условиях низкотемпературными комплектами «Иней», «Айсберг» и «Полюс».

Применение согласователя работы кондиционеров СРК-D

Согласователи работы кондиционеров СРК-D и СРК-DM предназначены для управления совместной работой двух или трех кондиционеров. Согласователь работы кондиционеров обеспечивает:

  • автоматическое управление системой кондиционирования, включающей 2 или 3 кондиционера;
  • попеременно включает кондиционеры, что обеспечивает равномерную выработку ресурса рабочих и резервного кондиционеров;
  • запускает кондиционер, находящийся в ждущем режиме, если работающий по каким либо причинам останавливается (например, аварийно);
  • обеспечивает функцию автоматического перезапуска кондиционеров при случайном пропадании и восстановлении электропитания;
  • включает в работу все кондиционеры, если температура воздуха в помещении превышает заданную;
  • исключает несанкционированное (случайное) отключение кондиционеров с индивидуального пульта управления;
  • при передаче сигнала «авария» от одного из кондиционеров, включает оставшиеся кондиционеры в работу системы постоянно, до устранения аварийного состояния;
  • измеряет температуру воздуха кондиционируемого помещения;
  • обеспечивает индикацию состояния кондиционеров, датчика температуры и самого СРК-D/DM;
  • обеспечивает возможность ввода с клавиатуры и контроля на дисплее установок температуры внешнего датчика температуры;
  • обеспечивает удаленный мониторинг системы кондиционирования по протоколу MODBUS (*только для моделей CPK-DM);
  • обеспечивает перевод всех систем кондиционирования работающих в автоматическом режиме управления в режим готовности (Standby) от удалённого сигнала управления («сухой» контакт), что аналогично команде «ВЫКЛ.» с пульта дистанционного управления.
Читайте также  Как включить кондиционер на холод?

Обращайтесь в Компанию Ru-Klimat и наши специалисты предоставят исчерпывающую информацию по интересующим Вас техническим решениям и климатической технике, подберут для Вас оптимальное оборудование по необходимой мощности и соотношению цена/качество, выполнят установку кондиционеров в серверной и других помещениях, выполнят гарантийное и сервисное обслуживание оборудования.

Расчет мощности систем вентиляции для серверной

Прежде чем покупать оборудование, которое будет поддерживать заданную температуру в помещении, где установлены высокотехнологичные компьютерные станции необходимо произвести вычисления теплового баланса и для того чтобы убедиться, что его производительности хватит для создания оптимально режима работы. Расчет мощности кондиционера для серверной следует производить в соответствии с требованиями, предъявляемыми к данным помещениям и согласно основных режимам работы всего находящегося там оборудования.

Основные определения и требования

Под определением серверной понимают помещения, в которых могут располагаться:

  • мощные серверные станции,
  • блоки хранения баз данных,
  • основные телекоммуникационные устройства,
  • распределительные пункты,
  • различное пассивное оборудование, такое как кросс-блоки, патч-панели, распределительные шкафы.

Стандартного определения для серверной не существует, как и четкого понятия температурных режимов, поэтому при расчетах необходимого руководствоваться значениями, которые указываются в паспортных данных от производителя оборудования.

Единственное официально существующее на сегодняшний день руководство – это «Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин», которое приводит лишь общие значения температуры и влажности для помещений, где установлено высокотехнологичное серверное оборудование.

Так, согласно данным, которые приводятся в данном руководстве СН 512-78, устанавливаются основные температурные режимы, а также влажность и скорость движения воздуха в помещениях с вычислительным и коммуникационным оборудованием. Таким образом, допускается, чтобы:

  • в холодное время года температура в помещении должна быть от 18 до 25⁰C, влажность не более 75% при скорости движения воздух не больше 0,3 м/сек;
  • в теплое время года значение температуры воздуха в помещении не должно превышать +28⁰C при влажности от 50 до 70% со скоростью передвижения воздушных масс не более 0,5 м/сек.

Калькулятор для расчета кондиционера

Основной функцией кондиционеров является охлаждение и поддержание заданной температуры воздуха во внутренних помещениях. Поэтому основным критерием выбора кондиционера для серверной является упрощенный расчет его охлаждающей мощности, для вычисления которой хватит простого калькулятора.

Холодопроизводительность системы кондиционирования всегда должна быть больше значения всех суммарных тепловыделении в данном помещении.

Формула для упрощённого расчета количества холодопроизводительность выглядит так:

где Pk – это холодопроизводительность кондиционера, измеряется в кВт;

Qo – суммарные тепловыделения, работающего в помещении оборудования;

Qn – тепловыделения производимые находящимися в помещении людьми и прочими вспомогательными приборами;

Qм – количество тепла окружающей среды, поступающее в помещение.

Величину значения тепловыделения Qo можно взять в паспортных данных работающего в помещении оборудования или при их отсутствии можно принять от 30 до 50% от значения потребляемой мощности, которое указано на маркировочных табличках.

Тепловыделения Qn, производимые находящимися в помещении людьми и прочими вспомогательными приборами, как правило, не существенно и составляет не более 3-5% от общего тепловыделения, так как в серверных, как правило, отсутствует персонал, выключено основное освещение и не должно находиться другое производственное оборудование. Если же помещение обитаемо, то для расчета можно принять 100-200 ватт тепла на одного человека.

Тепло, поступающее от окружающей среды вычисляется по формуле:

Qм = V x q / 1000,

где V — это объем помещения (площадь умноженная на высоту) в м3,

q – это коэффициент освещённости, который зависит от площади остекления и теплопроводности внешних стен и в расчетах принимается от 30 ватт/ м3 для затененных помещений до 40 ватт/ м3 для помещений с южным расположением и большой площадью остекления.

Дополнительные параметры выбора кондиционера

При выборе кондиционера необходимо также руководствоваться V объемом помещения, так как это величина напрямую определяет производительность вентиляторов охладителя в м3/час.

Холодопроизводительность системы кондиционирования и потребляемая мощность несколько разные параметры. Величина мощности охлаждения в несколько раз превышает потребляемую мощность из электрической сети, так как фреон забирает тепло в помещении и отдает его в окружающую среду. Их соотношение называют энергоэффективностью системы кондиционирования (EER). Для небольших кондиционеров это отношение лежит в диапазоне от 2 до 3,5.

Мощность работы кондиционера нередко обозначается отличными от привычных значений в киловаттах (кВт). К примеру, существует обозначение мощности в британских тепловых единицах, измеряемых в БТЕ/час, которые соответствуют количеству теплоты для массы одного английского фунта на градус температуры по шкале Фаренгейта в единицу времени.

Перевод в понятную в большинстве стран мира систему измерений СИ и обратно имеет следующее соотношения, так:

Подбор системы кондиционирования для серверного помещения

Ко мне недавно обратились с просьбой подсказать по кондиционерам в небольшое серверное помещении и показали коммерческое предложение “поставщика”. То что я там увидел, вызвало у меня удивление: основной и резервный кондиционеры совершено разных моделей, нет блока ротации и т.п. Данная статья написана по итогам консультации и надеюсь поможет другим ИТ-специалистам, которые не сильно разбираются в инженерных системах, но вынуждены “по долгу службы” обращаться и контролировать вот таких “профессионалов”.

Статья содержит некоторые упрощения, которые на мой взгляд допустимы при создании несложных систем, и имеет целью описать комплекс вопросов, которые могут возникнуть при построении казалось бы простой системы.

Исходные данные

Прежде чем подбирать систему кондиционирования (а это именно система), нужно подготовить исходные данные – от их качества зачастую зависит итоговый результат.

Основное – это конечно же тепловыделение на оборудовании. Тут можно пойти двумя путями:

  • расчетный – аккуратно суммируем тепловыделение в Вт из паспортов на оборудовании. Тепловыделение может быть указано в BTU (British thermal unit) – достаточно разделить на 3,41, чтобы получить Вт;
  • эмпирический – как известно: вычислительное оборудование в большинстве случаев выделяет столько же тепла, сколько и потребляет электроэнергии. Так как оборудование в серверной запитано от ИБП (одного или нескольких), то можем подключиться к нему через информационный порт и посмотреть нагрузку в Вт (в логах выбираем максимальную нагрузку на каждый ИБП в один момент времени). Альтернативный вариант – взять токовые клещи и измерить проходящий ток по питающему серверную кабелю (делать с энергетиком). Однако данный подход плохо работает для оборудования с PoE, так как в этом случае основная тепловая мощность рассеивается на оконечных устройствах (потребителях), которые скорее всего находятся вне серверной.

Расчетный метод оценивает теплопритоки сверху, а эмпирический дает данные “копейка-в-копейку”.

Остается добавить мелочь:

  • от ИБП – смотрим табличку КПД в инструкции на ИБП. При нагрузке более половины – КПД обычно близок к 95%, остальные 5% уходит в тепло (5% от мощности подключенной нагрузки, а не от номинальной мощности на ИБП);
  • от освещения – если свет в помещении горит постоянно (например, аварийное освещение), то прибавляем мощность осветительных приборов (мощность ламп в помещении);
  • от персонала – 100Вт/человек (можно не учитывать, так как в серверной присутствие обычно непостоянное);
  • через ограждающие конструкции – если через стены поступление тепла невелико, то через один типовой оконный проем 1,4х1,8 м можно получить “прибавку” в 500 Вт (грубо 200Вт на кв. м остекления, точно смотрим СНиП 2.04.05-91);
  • от радиатора отопления – если он оказался в серверной в рабочем состоянии 🙂

После расчета теплопритоков добавляем мощность необходимую на развитие (20-30%). Не нужно закладывать 75-100% – в этом случае зачастую лучше добавить еще 1 кондиционер (потом, как потребуется).

Также встретил ошибку: Заказчик заложил большой кондиционер неинверторного типа с запасом более 75% “с заделом на будущее”. Можно сразу сказать, что работать нормально у него не получится, так как будет срабатывать защита от частного включения-выключения компрессора и он будет останавливаться с ошибкой. Чтобы сделать “задел” на будущее развитие закладывайте несколько кондиционеров меньшей мощности (от 3 шт., включая резервный блок) – лишнее можно временно отключить. Или рассмотрите вариант инверторных кондиционеров.

Читайте также  Промывка кондиционера автомобиля своими руками

Далее переходим к менее очевидным вещам, которые помогут получить более адекватное коммерческое предложение :

  • место размещения наружных блоков. Важно обратить внимание на длину трассы (она должна быть по возможности с минимальным числом изгибов и короткая). Нужно понимать, что перепад высот между внутренним и наружным блоком является одной из характеристик кондиционера – не поленитесь и проверьте по инструкции предложенную поставщиком модель. К подбору места размещения нужно подходить продумано и учитывать такие факторы: удобство последующего технического обслуживания/ремонта, падения/образование наледи, повреждение автотранспортом (например, кузовом фуры, осуществляющей доставку). По возможности – где-нибудь в тени (особенно актуально для летнего периода).
  • трасса прохода фреонопроводов – сразу прикиньте как может примерно пройти трасса. Все-таки она имеет не слишком эстетичный вид и, как оговаривалось ранее, ограниченную длину. Если наружные блоки планируется размещать на кровле, то нужно обсудить со службой эксплуатации в том числе и вопрос выхода на кровлю (вертикальные проколы крайне нежелательны). Не забывайте – прокладывать трассы систем кондиционирования по лестничным клеткам не допускается!
  • точка подключения к системе канализации – кондиционер осушает воздух, а воду конденсирующуюся на внутреннем блоке куда-то нужно сливать. Выводить дренаж на фасад плохая практика, но любима монтажниками кондиционеров из-за простоты реализации. Сразу фиксируйте недопустимость таких решений.

Схема охлаждения оборудования

В данной статье не рассматриваются промышленные (прецизионные) кондиционеры – так как если вы их ставите, то можете позволить и полноценное проектирование системы. Также не затрагиваются “экзотические” решения типа кондиционеров внутри шкафов, так как подобные решения скорее проектные.

Необходимо понимать, что наилучшая производительность системы кондиционирования достигается подачей на вход кондиционера (где происходит забор воздуха) наиболее горячего воздуха. Т.е. нужно избегать смешивания нагретого (отработанного) и охлажденного (подготовленного) потоков. На этом принципе, например, основаны “горячие-холодные” коридоры в ЦОДах.

По большому счету внутри помещения серверной возможны следующие более-менее адекватные схемы расположения внутренних блоков кондиционеров:

  • настенные (самый простой вариант) – напротив фронтальных панелей серверных шкафов или стоек. Подготовленный воздух подается к ИТ-оборудованию. Минус данного решения – нагретый воздух поступает на вход кондиционера (сверху перфорированная решетка) фактически благодаря только конвекции. При небольшом расстоянии сзади шкафов или невысоких потолках могут образовываться точки локального перегрева на блоках питания оборудования (задние панели);
  • настенно-потолочные – блоки размещаются на потолке “сзади” стоек и выбрасывают охлажденный воздух к зоне перед шкафами. У данной схемы есть небольшие недостатки: сзади шкафов должно быть достаточно места, нужно продумать схему размещения осветительных приборов;
  • канальные – блоки размещаются над серверными шкафами. Отличный вариант (почти как внутрирядный кондиционер), но с большим минусом – нужно предусматривать защиту от конденсата при поломке кондиционера, например, из жести – но выглядит это “колхозно”. Нюанс – есть канальные кондиционеры у которых можно можно изменить схему забора нагретого воздуха на “снизу”. Хороший вариант, есть например, у Haier.

Расчет прецизионного кондиционера для серверной

Что мы знаем о серверных

Вы бывали в серверных? Это замкнутые небольшие помещения, часто без окон, заполненные постоянно работающим оборудованием. А ведь для корректной и эффективной работы серверного оборудования важно постоянно поддерживать в помещении определенные температуру и влажность. Ни один обычный бытовой кондиционер не способен работать 365 дней в году, 24 часа в сутки, да еще и с высокой точностью соблюдая заданные параметры. Поэтому в таких помещениях устанавливают прецизионные кондиционеры для серверной.

При выборе прецизионного кондиционера следует принять во внимание следующие факторы:

  • количество тепла, которое выделяется техникой;
  • площадь помещения;
  • количество рабочих мест в помещении;
  • количество источников искусственного освещения;
  • наличие или отсутствие отопительных приборов;
  • наличие или отсутствие окон;
  • скорость потока приточно-вытяжной вентиляции.

Мнение эксперта

Сергей Иванов, Руководитель отдела технического сопровождения продаж компании «HTS»:

«Каждый проект серверной требует индивидуального подхода. Одна из самых частых проблем серверных и ЦОДов в России — недозагрузка активным оборудованием. Заказчик может ориентироваться на максимальные цифры по серверному оборудованию и в итоге загрузить ЦОД только наполовину, а поставщик узнает об этом слишком поздно. Как следствие, система кондиционирования будет работать нестабильно, так как нарушается точность поддержания температуры и влажности, повышается износ компрессора и т. д. Потому всю лишнюю теплоту желательно убирать из охлаждаемых помещений еще на стадии проектирования»

Порядок расчета

1. Аппаратура

Основной источник тепла в помещении — это оборудование. Количество тепла, которое при работе выделяет «железо», указывают в техническом паспорте. Но эту информацию можно узнать самостоятельно, замерив электрическими щипцами силу тока от питающего кабеля.
Если сила тока равна 35А, то умножив на силу тока в сети 380, получаем 13300 кВа. Суммарный теплоприток от оборудования составляет 13,3 кВт.

Алексей Лобанов, менеджер отдела продаж ГК «АИРКОН»:

«По нашему мнению, если в техническом паспорте не указано количество теплоты, которое выделяет прибор, то справедлива формула — Тепловая мощность = 85. 90% от электрической мощности»

5. Персонал

В такой большой серверной заложено место для периодического присутствия двух человек. Известно, что каждый человек приблизительно выделяет 175 Вт, если находится в движении. Два человека выделяют 350 Вт. Переведем в кВт, получим 0,35 кВт теплоприток от двух сотрудников серверной.

7. Вентиляция

Скорость потока приточно-вытяжной вентиляции обычно указывается в технической документации, так же как и сечение воздуховода. Важно также учесть температуру воздуха, попадающего в серверную. Предположим, наружная температура составляет 25˚С. Заданная в помещении 18˚С. 25˚-18˚=7˚С.
Скорость потока воздуха в вентиляции 2 м/с, сечение 0,05 м, рассчитаем 2 м/с * 0,05 м = 1 м 3 /с.
Считаем теплоприток от вентиляции: 0,1 м 3 /с * 7˚С * 1200 (коэффициент теплоемкости) = 0,84кВт.

2. Помещение

Теперь рассчитаем площадь помещения. Допустим, у нас большая серверная — 30 м 2 . Итого: 30 м 2 пола + 30 м 2 потолка + стены 2 * 5 м 2 + 2 * 4 м 2 = 78 м 2 . Распределяется тепло примерно 0,01 кВт на 1 м². Умножаем площадь помещения на теплоприток: 0,01 кВт*78м2 = 0,78 кВт.

3. Окна

Окон в нашем помещении нет.

4. Освещение

В большой серверной нет окон, зато много ламп — источников искусственного освещения. Несмотря на то, что лампы высокотехнологичные, они выделяют некое количество тепла. Эту информацию можно узнать у производителей ламп, а можно рассчитать самостоятельно. Допустим, у нас восемь светильников по 4 лампы. Мощность каждой — 40 Вт. Считаем: 8*4*40*0,7 = 0,896 кВт (теплоприток от ламп). В нашей формуле введена величина 0,7, это коэффициент использования электрической энергии на освещение.

6. Отопление

С отоплением все несколько сложнее. Оптимально иметь возможность отключать отопление в серверной зимой и осенью (летом оно не работает по умолчанию). Для упрощения по считаем теплоприток от системы центрального отопления 100 Вт/м 2 или 0,1 кВт/м 2 . Итого: 30 м 2 * 0,1 кВт = 3 кВт теплоприток от системы центрального отопления.

Сводная таблица и выводы

Сведем для удобства все данные вместе и рассчитаем суммарное тепловыделение серверной:

Параметр Расчет Итого
Оборудование 35А*380V=13300 кВа 13,3кВт
Помещение 0,01 кВт*78м2 = 0,78кВт 0,78 кВт
Сотрудники 175 Вт*2 = 350 Вт 0,35 кВт
Освещение 8*4*40*0,7 = 0,896 кВт 0,896 кВт
Отопление 30 м2*0,1 кВт/м2 = 3 кВт 3 кВт
Окна
Приточно-вытяжная вентиляция 0,1 м3/с*t7˚С*1200=0,84 кВт 0,84кВт
Итого 19,1 кВт
Другие публикации TopClimat.ru по теме
Как выбрать прецизионный кондиционер?
Самые обидные ошибки при выборе винного шкафа

Таким образом, минимальная холодопроизводительность прецизионного кондиционера в примере должна быть не менее 19,1 кВт.

Исходя из этих расчетов, принимается решение о закладывании параметра резервирования. Рассчитав теплоприток, можно понять, хватит ли одного резервного кондиционера, или необходимы дублеры для всей системы охлаждения.

Примерный расчет кондиционеров для серверной может сделать каждый. В полноценном проектировании системы охлаждения помогут проверенные компании-поставщики прецизионных кондиционеров.