Key Aspects for Selecting Precision AC in Critical Environments – Русский

В современную стремительно развивающуюся цифровую эпоху спрос на охлаждение в центрах обработки данных и серверных помещениях неуклонно растёт. Обеспечение эффективной и стабильной работы оборудования напрямую зависит от тщательного подбора прецизионных кондиционеров. Однако многообразие типов и технических характеристик прецизионных кондиционеров может сделать задачу чёткого формулирования ваших требований к охлаждению при запросе коммерческих предложений довольно сложной.

В этой статье мы опираемся на многолетний опыт подбора и проектирования систем прецизионного кондиционирования воздуха для клиентов. Мы стремимся предоставить ключевые аспекты выбора прецизионного кондиционирования в критически важных средах с точки зрения заказчика, чтобы улучшить ваше взаимодействие с производителями или другими поставщиками по вопросам потребностей в прецизионном кондиционировании. Если вы не знакомы с продукцией прецизионного кондиционирования и опасаетесь, что не сможете точно описать свои требования, что приведёт к неудовлетворённым потребностям, мы рекомендуем вам продолжить чтение, чтобы подготовиться к будущим обсуждениям.

Как работает прецизионное кондиционирование воздуха?

Прежде чем мы начнём обсуждать, как выбрать подходящий прецизионный кондиционер (PACs), будет полезно привести обзор его основных принципов. Как показано на рисунке ниже, принцип работы стандартной системы прецизионного кондиционирования воздуха с воздушным охлаждением можно описать следующим образом:

1. Компрессор: Цикл начинается с компрессора, который всасывает низкодавленческий газообразный хладагент (приблизительно 12 °C) и сжимает его в газ с высоким давлением и высокой температурой (приблизительно 80 °C).
   ( Как именно сжатие повышает температуру? )
2. Конденсатор: Газ с высоким давлением поступает в конденсатор, где он отдаёт тепло за счёт охлаждающего действия вентилятора и конденсируется в жидкость с высоким давлением при температуре окружающей среды (приблизительно 35 °C).
3. Расширительный клапан: Сконденсированный жидкий хладагент затем проходит через расширительный клапан. Внутри расширительного клапана давление хладагента снижается, что приводит к падению температуры и превращению его в жидкость с низким давлением и низкой температурой (приблизительно 7 °C).
4. Испаритель: Жидкий хладагент с низкой температурой поступает в испаритель, поглощая тепло из окружающей среды (например, из помещения), заставляя его снова испариться в газ с низким давлением, тем самым достигая охлаждающего эффекта.
5. Цикл: После испарения газообразный хладагент возвращается в компрессор (температура снова составляет приблизительно 12 °C), завершая цикл.

Определите требования к холодопроизводительности

После того как вы определились с методом охлаждения для вашего прецизионного кондиционирования, важно указать конкретные требования к холодопроизводительности.

Во-первых, если у вас уже есть конкретные данные о потребностях в холодопроизводительности, вам следует сообщить об этом напрямую производителю, чтобы убедиться, что выбранный кондиционер имеет холодопроизводительность, равную или превышающую ваши требования.

Во-вторых, если у вас нет чётких характеристик холодопроизводительности, вы можете оценить их на основе общей нагрузки серверного помещения. Это предполагает расчёты на основе размера помещения и тепловыделения оборудования с использованием следующих формул:

• Расчёт холодопроизводительности помещения:

Холодопроизводительность помещения = Площадь помещения × 0,2 кВт/м²

• Расчёт тепловыделения оборудования:

Тепловыделение оборудования = (Общая нагрузка оборудования шкафов, кВт, или мощность ИБП) × 0,8

• Альтернативный расчёт холодопроизводительности:

Если информация о нагрузке недоступна, холодопроизводительность также можно рассчитать следующим образом:

Холодопроизводительность = Площадь помещения × (0,35 – 0,5) кВт/м²

Понимание этих формул расчёта необязательно; производители выполнят эти расчёты, как только получат достаточно информации. После того как вы получите необходимую холодопроизводительность, пора выбрать типы и характеристики прецизионного кондиционирования, соответствующие вашим требованиям.

Разберитесь в методах охлаждения прецизионного кондиционера

После того как вы рассчитали требуемую холодопроизводительность для вашего ИТ-пространства, пора понять, как его охлаждать. Существует четыре типа методов охлаждения, используемых в системах прецизионного охлаждения центров обработки данных, телекоммуникационных и других критически важных сред. Каждая технология охлаждения разработана для адаптации к конкретным условиям окружающей среды.

• Свободное охлаждение
  Это может быть самый экономически эффективный вариант среди четырёх методов. Принцип основан на использовании низкотемпературного наружного воздуха или других естественных источников холода. Когда температура наружного воздуха достаточно низкая, система может напрямую подавать холодный наружный воздух в центр обработки данных или использовать теплообменники для передачи тепла из центра обработки данных в холодную наружную среду, избегая или сокращая работу механического холодильного оборудования для экономии энергии. Если ваша рабочая среда находится в зоне с низкими температурами, например в местах с высокими широтами или на больших высотах, система охлаждения со свободным охлаждением может значительно снизить PUE ваших центров обработки данных.
• Воздушное охлаждение
  Подходит для центров обработки данных малого и среднего размера с учётом расположения и монтажного пространства наружного блока. Принцип работы заключается в использовании вентиляторов для забора наружного воздуха. Воздух проходит через испарительный змеевик, где хладагент поглощает тепло из воздуха. Нагретый хладагент затем поступает в наружный конденсаторный змеевик, где вентиляторы обдувают змеевик воздухом, отдавая тепло в атмосферу. Охлаждённый хладагент возвращается в испаритель, чтобы повторить процесс. Для некоторых мест с стабильным естественным источником холода выбор прецизионных кондиционеров с комбинацией технологий воздушного охлаждения и свободного охлаждения является вполне разумным решением.
• Водяное охлаждение
  В системе с водяным охлаждением длина трубопровода циркуляции хладагента относительно короткая, что устраняет ограничение кондиционеров с воздушным охлаждением, где трубопровод хладагента не может быть слишком длинным из-за потенциальных потерь давления и снижения эффективности. Здесь вода выступает в качестве теплопередающей среды. Хладагент поглощает тепло в испарителе и становится газом с высоким давлением и высокой температурой. Затем он поступает в конденсатор с водяным охлаждением, где вода циркулирует вокруг трубок конденсатора. Вода поглощает тепло от хладагента, охлаждая его обратно в жидкость. Нагретая вода затем направляется в градирню, где она отдаёт тепло в воздух и охлаждается для повторной циркуляции. Обратите внимание, что системам с водяным охлаждением не нужны наружные конденсаторы, но обычно требуются градирни для эффективного отвода тепла.
• Чиллерная вода (Chilled-Water)
  Прецизионные кондиционеры с чиллерной водой отлично подходят для крупномасштабных операций, обеспечивая стабильное охлаждение на больших расстояниях. Чиллер охлаждает воду до низкой температуры (чиллерная вода). Эта чиллерная вода перекачивается по сети трубопроводов к приточным установкам или охлаждающим змеевикам в центре обработки данных. Воздух в центре обработки данных проходит через эти змеевики, и тепло из воздуха поглощается чиллерной водой. Теперь уже нагретая вода возвращается в чиллер для повторного охлаждения, завершая цикл. Такая конструкция обеспечивает точный контроль температуры и легко интегрируется с вариантами свободного охлаждения, значительно повышая общую энергоэффективность центров обработки данных.

Во время обсуждений с производителями они помогут вам определить наиболее подходящий метод охлаждения с учётом вашего географического контекста. Хотя эти методы охлаждения могут удовлетворить большинство потребностей в охлаждении в критически важных средах, если вам требуются более высокая эффективность и надёжность, или если ваше оборудование имеет высокую вычислительную плотность или нагрузку, вы можете рассмотреть прецизионное кондиционирование воздуха с двумя источниками или решения с жидкостным охлаждением для центров обработки данных.

Проанализируйте условия окружающей среды

Тщательный анализ вашего местоположения для установки системы охлаждения всегда был важен для минимизации затрат, снижения показателя эффективности использования энергии (PUE) в критически важных средах, а также для продления срока службы вашего оборудования. Как правило, следует учитывать влажность и температуру. Исходя из этого, нужно думать о вашем географическом расположении, таком как широта и высота.

• Температура
  Ваше географическое расположение — ключевой аспект, о котором мы часто думаем при подтверждении типов вашего прецизионного кондиционирования, поскольку оно определяет, получает ли ваша система охлаждения стабильный источник холода из природы. Затем мы можем выяснить, можно ли использовать свободное охлаждение и кондиционеры с воздушным охлаждением в вашем регионе, что означает, что более экономически эффективные решения становятся доступными. Ваша широта и высота — два ключевых аспекта, на которых нам нужно сосредоточиться:
• Широта
  Более высокие широты обычно обеспечивают более стабильные низкие температуры, позволяя владельцам центров обработки данных воспользоваться стабильным естественным источником холода, что помогает снизить затраты на энергию. Как правило, когда широта превышает 30°, особенно в северных странах или регионах, использование систем естественного охлаждения становится более экономичным и целесообразным.
• Высота
  Как и в случае с широтой, большие высоты приводят к более низким температурам воздуха. На каждые 1000 метров набора высоты температура обычно снижается примерно на 6,5 °C. Этот охлаждающий эффект особенно выгоден для центров обработки данных, поскольку он также обеспечивает стабильный и постоянный источник холодного воздуха.
  В Колорадо, США, где многие центры обработки данных расположены на высотах, превышающих 2500 метров, используются методы естественного охлаждения, которые значительно снижают потребление энергии, достигая экономии энергии в 30-60% по сравнению с традиционными системами кондиционирования воздуха. Такие примеры демонстрируют, как использование высоты может привести к значительной операционной эффективности в стратегиях охлаждения.
• Влажность
  Как вы, возможно, знаете, испарение жидкостей поглощает тепло из окружающей среды. На основе этого принципа системы прецизионного кондиционирования с водяным охлаждением спроектированы как дополнение к системам свободного охлаждения и прецизионного охлаждения с воздушным охлаждением, особенно когда расстояние между наружным и внутренним блоками создаёт проблемы.
  Однако не каждое место подходит для выбора конструкции с водяным охлаждением. Одна из ключевых причин заключается в том, что на испарение значительно влияет уровень влажности окружающей среды. Высокая влажность может замедлить или даже остановить процесс испарения, снижая эффективность систем с водяным охлаждением.
  В регионах с постоянно высокой влажностью производительность охлаждения систем с водяным охлаждением может снижаться, что приводит к увеличению потребления энергии и снижению эффективности. Поэтому крайне важно оценивать местные условия влажности при рассмотрении решений прецизионного охлаждения с водяным охлаждением. Напротив, в районах с более низким уровнем влажности системы с водяным охлаждением могут работать более эффективно, обеспечивая существенную экономию энергии и улучшенную эффективность охлаждения.
  ( Вам может понравиться: Влажность как скрытый барьер: почему она усложняет выбор прецизионных кондиционеров с водяным охлаждением )

Помимо того, что мы упомянули выше, есть несколько советов, которыми мы хотим поделиться с вами:

• Во-первых, когда температура наружного воздуха превышает 45 °C, требуется наружный блок большего размера — конкретно, с большей холодопроизводительностью, чем стандартный наружный блок, подобранный к внутреннему блоку при нормальных температурных условиях (обычно 25–35 °C).
• Во-вторых, если температура наружного воздуха превышает 50 °C, следует выбирать системы кондиционирования, устойчивые к высоким температурам, поскольку обычные блоки могут не работать эффективно или даже отключаться из-за перегрева.
• И последнее, но не менее важное, для особых сред (например, прибрежных зон с высокой концентрацией соляного тумана, нефтяных месторождений или регионов с коррозионными газами) необходима антикоррозионная обработка наружного блока для предотвращения повреждения его металлических компонентов и продления срока его службы. Особенно в условиях добычи нефти и газа необходимо учитывать дополнительные взрывозащитные меры для соблюдения стандартов безопасности и предотвращения рисков возгорания или взрыва, вызванных горючими газами.

Разберитесь в распространённых способах подачи воздуха

Различные модели систем прецизионного охлаждения могут быть спроектированы с разными типами подачи воздуха. Например, нижняя подача от воздухораспределителя обычно соответствует кондиционерам с меньшей холодопроизводительностью, тогда как более крупные системы кондиционирования помещений, как правило, используют конструкцию с нижней или верхней подачей. Существует пять методов для вашего ознакомления:

1. Подача снизу вверх от воздухораспределителя: Когда высота потолка менее 300 мм, расстояние подачи воздуха не должно превышать 8 метров.
2. Подача снизу вверх через воздуховод: Обычно используется для зон с меньшими тепловыми нагрузками и большими расстояниями подачи воздуха.
3. Подача сверху вниз из-под пола: Подходит для ситуаций, когда высота пола превышает 300 мм.
4. Подача сверху вниз от вентилятора под полом: Подходит для высоты пола более 450 мм, что позволяет увеличить расстояние подачи воздуха.
5. Горизонтальный поток воздуха: Обычно используется в закрытых холодных и горячих коридорах, а также в средах микромодулей.

Методы подачи воздуха иногда соответствуют разным требованиям к холодопроизводительности. Для небольших систем прецизионного охлаждения, таких как комнатный прецизионный кондиционер Soeteck 7.5-27.5kW, воздухораспределитель, как правило, проектируется и устанавливается в корпус кондиционера, что означает, что вы не можете удалить его из итогового коммерческого предложения. Однако для более крупных систем комнатного прецизионного охлаждения методы подачи воздуха являются необязательными. Чёткое указание ваших требований к охлаждению поможет вашим поставщикам разработать для вас лучшее решение.

Уточните условия монтажа

Существует несколько аспектов условий монтажа прецизионного кондиционирования, влияющих на ваши решения по охлаждению. Как правило, это расстояние между внутренним и наружным блоками и пространство места установки вашего кондиционера. Основываясь на нашем опыте и знаниях, мы поделимся некоторыми возможными причинами, по которым вам нужно обратить на них внимание:

• Расстояние между внутренним и наружным блоками
  Расстояние между внутренним и наружным блоками часто является «крепким орешком» для некоторых крупных проектов. Поскольку слишком большое расстояние приводит к низкому давлению в линиях хладагента. Это может привести к недостаточному охлаждению, снижению эффективности и увеличению потребления энергии, что означает более высокий PUE. В этом случае системы свободного охлаждения и воздушного охлаждения, вероятно, не являются для вас вариантами. Однако для прецизионных кондиционеров с водяным охлаждением и чиллерной водой это никогда не будет проблемой.
  ( Вам может понравиться: В чём различия между прецизионными кондиционерами с водяным охлаждением и чиллерной водой?)
• Монтажное пространство 
  Монтажное пространство имеет важное значение для выбора подходящей системы прецизионного охлаждения. Системы с воздушным охлаждением нуждаются в достаточном наружном вентиляционном пространстве и близости к внутренним блокам для поддержания эффективности. Системы естественного охлаждения зависят от надлежащих каналов подачи свежего воздуха и должны избегать загрязнения от источников тепла; ограниченное пространство может снизить их эффективность. Системы с водяным охлаждением требуют наружного пространства для градирен и трубопроводов, тогда как чиллерные установки нуждаются в доступе к централизованным охлаждающим линиям и достаточном зазоре по потолку или полу.

Подтвердите требования к электропитанию

При выборе кондиционеров необходимо проверить требования к электропитанию, включая тип напряжения и частоту. В разных отраслях и регионах действуют разные стандарты электропитания, которые могут влиять на конструкцию прецизионных кондиционеров. Вот некоторые распространённые стандарты электропитания:

• Стандартное напряжение: 380 В, 60 Гц/50 Гц, 3 фазы
• Юго-Восточная Азия (Филиппины): 480 В, 50/60 Гц или 230 В, 50/60 Гц
• Большинство стран Южной Америки (за исключением Аргентины и Чили): 208 В, 60 Гц
• США/Канада: 208 В, 60 Гц

Для производителей особые требования к электропитанию могут включать нестандартную кастомизацию, поэтому крайне важно сообщить эту информацию во время обсуждений, чтобы обеспечить успешную работу вашего оборудования после поставки.

Заключение

Эффективная передача ваших требований к прецизионному охлаждению производителям имеет решающее значение для обеспечения оптимальной производительности вашего серверного помещения. Сосредоточьтесь на предоставлении чётких расчётов холодопроизводительности, указании методов подачи воздуха и детальном описании условий монтажа. Поступая так, вы не только облегчите лучшее понимание ваших потребностей, но и улучшите сотрудничество с поставщиками. Рассмотрите возможность создания контрольного списка основных требований, чтобы упростить обсуждения, и оставайтесь открытыми для будущего масштабирования ваших решений по охлаждению. Взаимодействие с экспертами может дополнительно повысить вашу способность обеспечить эффективные и надёжные системы охлаждения, адаптированные к вашим операционным потребностям.

Свяжитесь с SOETECK

Мы — компания, стремящаяся обслуживать клиентов по всему миру, предлагающая полный спектр решений для прецизионного кондиционирования воздуха. От подбора продукции, производства и поставки до послепродажного обслуживания у нас есть комплексная команда по продажам, технической поддержке, исследованиям и разработкам, а также послепродажному обслуживанию, что гарантирует удовлетворение ваших потребностей и надёжность вашего оборудования. Будь то предпродажная консультация, видеозвонки или выездные инспекции, мы призываем вас связаться с нами.

( Вам может понравиться: Архив прецизионных кондиционеров Soeteck )