Каква формула за изчисляване на температурната разлика се използва за избор на подходящ вентилатор за охлаждане на серверна стая

Топлинните повреди в серверни стаи следват предсказуем модел. Плътността на оборудването расте, топлинните натоварвания надвишават възможностите на съществуващата климатична инфраструктура, образуват се горещи зони над горните секции на стойките и се активират термични ограничения или автоматично изключване на системата. Отстраняването на тези локализирани топлинни проблеми изисква точни изчисления на течението на флуиди, а не приблизителни оценки.

Прилагането на прецизна формула за температурна разлика определя точно необходимия обемен въздушен поток, за да се поддържат постоянни работни температури. Изчисляването на необходимия въздушен поток въз основа на топлинния отток и целевата температурна разлика гарантира, че техническите характеристики на вентилатора за охлаждане на серверна стая са обосновани от термодинамични принципи.

Термични принципи: Преобразуване на киловатове в необходим обемен въздушен поток

Чувствителният топлинен пренос чрез движещ се въздух се управлява от основното термодинамично уравнение:

Q = m * cp * Delta T

Където Q представлява общото топлинно образуване в киловати, m е масовият разход на въздух, cp е специфичната топлоемкост на въздуха (около 1,005 kJ/kg·K), а Delta T е температурната разлика между входящия и изходящия въздушни потоци на стойката.

Преобразувана в обемен разход за практически инженерни приложения, стандартната формула за изчисляване на въздушния поток в серверна стая е:

V = (3,0 * Q) / Delta T

• V v: необходимият разход на въздух (m3/h)

• В q: общата топлинна натовареност на ИТ оборудването (kW)

• Delta T целевата температурна разлика (K или °C)

В имперски единици това се преобразува в CFM = (3,16 * Q_watts) / Delta T_F.

Тази математическа зависимост подчертава критичен инженерен факт: намаляването на допустимата температурна разлика през помещението наполовина удвоява обема въздух, който трябва да доставя масивът от вентилатори за охлаждане на серверни помещения с висок дебит на въздуха. масив от вентилатори за охлаждане на серверни помещения с висок дебит на въздуха трябва да доставя.

Определяне на целевите параметри за Delta T и насоките на ASHRAE

Изборът на целевата температурна разлика свързва теоретичните изчисления с реалните експлоатационни ограничения на хардуера. Топлинните насоки на ASHRAE за среди за обработка на данни препоръчват температури на входа за сървъри между 18 °C и 27 °C.

• delta T от 10 K до 12 K (стандартна проектна точка): Поддържа температурите на въздуха за връщане около 37 °C и запазва резерви за безопасност при бъдещо разширение на оборудването.

• delta T от 14 K до 16 K (висока плътност / остаряло оборудване): Позволява по-малко охладителни агрегати и по-ниско общо потребление на енергия от вентилаторите, но повишава температурите на околния въздух в горещите проходи.

• 8 K до 9 K Делта Т (точна среда): Поддържа хардуера по-студен и удължава срока на компонентите, но изисква значително по-висока мощност на въздушния поток.

При извършване на избор на вентилатор за охлаждане на шкафове , изчислява както общия въздушен поток на ниво стая, така и локализирания целеви въздушен поток на ниво стойка за високоплътни блейд-контейнери, за да се осигури адекватна скорост на улавяне пред всички входове на сървърите.

Включване на статичното налягане на системата в характеристиките на вентилаторите

Често пропускано нещо по време на избор на вентилатор за охлаждане на шкафове е оценката на вентилаторите само според техните каталожни характеристики при свободен поток (0 Pa статично налягане).

В реалните помещения за сървъри въздухът среща съпротива при протичането си през множество вътрешни компоненти:

• Високоплътни въздушни филтри: пад на налягането от 30 Pa до 70 Pa

• Врати и дефлектори с перфорирана мрежа: пад на налягането от 20 Pa до 50 Pa

• Вътрешни кабелни снопове и кабелни тръби: пад на налягането от 15 Pa до 40 Pa

• Изпускателни решетки и клапани: пад на налягането от 10 Pa до 30 Pa

Обикновено общото статично съпротивление на системата е в диапазона от 75 Pa до 180 Pa. Вентилатор, вентилатора за охлаждане на серверна стая който е специфициран без да се вземат предвид тези резистивни падове на налягането, ще осигури значително по-нисък масов разход на въздух в сравнение с номиналната му мощност след инсталиране в кабинет или стена. Винаги проверявайте характеристиката на вентилатора при работните точки на статично налягане.

Случайно проучване: Термично охлаждане в център за логистични данни

Център за логистично разпределение имаше повторящи се аларми за прекомерна температура в централното си сървърно помещение след разширение на мрежовото оборудване.

• Начално състояние: Помещението за оборудване съдържаше общ товар от ИТ оборудване 9 kW и се обслужваше от остарели изпускателни вентилатори. Температурата на входа на сървърите достигаше 31°C през следобедите през лятото поради рециркулация на въздуха и недостатъчна способност за статично налягане.

• Изчислена решение: Прилагане на стандартната формула за изчисляване на въздушния поток в серверна стая с целево ΔT от 10 K, което показва необходимия общ въздушен поток от приблизително 2700 m3/h.

• Усъвършенствуване на компонентите: Обектът инсталира двойни масив от вентилатори за охлаждане на серверни помещения с висок дебит на въздуха единици с номинален капацитет 2800 m3/h при статично налягане 120 Pa в конфигурация N+1, запечатани кабелни преминавания и добавени заглушителни панели, за да се предотврати заобикалянето на топлия въздух.

• Резултати: Средните температури на въздушния вход към стойките намаляха до стабилни 24 °C, горещите точки бяха елиминирани, а охладителната схема осигури достатъчна мощност за поддръжка на допълнително разширение на стойките с 3 kW.

Резервно захранване, контрол на скоростта и проверка на качеството

Създаването на високодостъпна вентилация за сървъри изисква включване на структурно резервно захранване и динамичен контрол на двигателя в проекта:

• Резервни масиви N+1: Инсталацията на допълнителен охладителен вентилатор гарантира непрекъснат въздушен поток при отказ на двигателя или по време на рутинно обслужване.

• Контрол на променливата скорост (EC/PWM): Монтирането на вентилаторни агрегати с двигатели с регулируема скорост позволява автоматично регулиране на въздушния поток въз основа на реалновременните показания от температурни сензори. Според законите за подобието на вентилаторите намаляването на скоростта на вентилатора до 80 % намалява енергопотреблението почти наполовина.

• Физическо съдържане: Запечатайте гумени пръстени за подови отвори, инсталирайте заглушителни панели в неизползвани стойки и изолирайте горещите/студените проходи, за да се предотврати заобикалянето на подавания въздух, преди добавяне на допълнителни вентилаторни агрегати.

Решения за прецизно производство и инфраструктурни доставки

Внедряването на надеждни системи за вентилация в серверни помещения изисква високопроизводително оборудване, проверено спрямо строги стандарти за статично налягане.

LOBISONG произвежда индустриални охладителни вентилатори, вентилационни агрегати за оборудване и специализирани кабинетни вентилатори по седем автоматизирани производствени линии. Работейки според сертифицирани стандарти ISO, CE и UKCA, продуктовите линии предлагат пълни технически параметри, CAD файлове за размерна интеграция и верифицирани криви на статично налягане за критични инфраструктурни вериги за доставки по целия свят.

Съвместяването на избраните вентилатори с изчисленията за топлинните натоварвания, целевите параметри Delta T и истинското статично налягане на системата осигурява непрекъсната термична защита, оптимизирана енергийна ефективност и удължен период на работа в среди за съхранение на данни.