Millist temperatuurierinevuse arvutusvalemit kasutatakse sobiva serveriruumi jahutusventilaatori valimiseks

Serveriruumis esinevad soojuspuudused järgivad ennustatavat mustri. Riistvarasüsteemide tihedus kasvab, soojuskoormus ületab olemasoleva HVAC-infrastruktuuri võimalusi, ülevalt asuvates riiulikorpustes tekivad kuumad tsoonid ja toimub soojuslik piiramine või süsteemi väljalülitumine. Nende kohalike soojusprobleemide lahendamiseks on vajalikud täpsed vedeliku dünaamika arvutused, mitte spekulatsioonid.

Täpse rakendamine temperatuuride vahe valem määrab täpselt nõutava ruumalaõhuvoolu, et säilitada stabiilsed töötemperatuurid. Nõutava õhuvoolu arvutamine soojusväljundi ja sihtitud temperatuuride vahe (ΔT) põhjal tagab, et serveriruumi jahutusventilaatori spetsifikatsioonid põhinevad termodynamilistel printsiipidel.

Sojusprintsiibid: kilovattide teisendamine nõutavaks ruumalaõhuvooluks

Õhu liikumisega toimuva tunduva soojusülekande reguleerib põhiline termodynaamiline võrrand:

Q = m * cp * Delta T

Kus Q tähistab kogu soojuse teket kilovattides, m on õhu massivooluhulk, cp on õhu erisoojusmahtuvus (umbes 1,005 kJ/kg·K) ja Delta T on temperatuurierinevus riiuli sissepääsu ja väljapääsu vahel.

Tavaliselt teisendatakse see ruumala-vooluhulgaks praktiliste insenerirakenduste jaoks serveriruumi õhuvoolu arvutamiseks valemiks:

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

• V – nõutav õhuvooluhulk (m3/h)

• K – kogu IT-seadmete soojuskoormus (kW)

• Delta T – sihtitud temperatuurierinevus (K või °C)

Imperaalsüsteemis teisendub see valemiks CFM = (3,16 * Q_watts) / Delta T_F.

See matemaatiline seos rõhutab olulist inseneriteaduse tõsiasja: ruumi lubatava temperatuurierinevuse pooleks vähendamine kahekordistab õhukogust, mille peab tarnima kõrgvoolukusega serveriruumi jahutusventilaator massiiv.

Siht-ΔT-parameetrite ja ASHRAE-i suuniste määramine

Sihttemperatuurierinevuse valik ühendab teoreetilised arvutused reaalsete riistvaraliste tööpiirangutega. ASHRAE soovitab andmetöötluskasutuses serverite sisselasketemperatuurideks 18 °C kuni 27 °C.

• 10 K kuni 12 K ΔT (standardne projekteerimispunkt): Säilitab tagasivooluõhu temperatuuri umbes 37 °C juures ning säilitab turvalisuse marginaali tulevase varustuse laiendamiseks.

• 14 K kuni 16 K ΔT (kõrgtiheduslikud või vananenud seadmed): Võimaldab vähemaid jahutusseadmeid ja väiksemat kogufanipinge tarbimist, kuid suurendab kuumade ridadega ruumis ümbritseva õhu temperatuuri.

• 8 K kuni 9 K Delta T (täpsuskeskkond): Hoiab riistvara külmema ja pikendab komponentide eluiga, kuid nõuab oluliselt suuremat õhuvoolu mahtu.

Kui teostatakse kaabiinikütmise ventilaatorite suuruse määramist , arvutage nii ruumi taseme õhuvoolu kogumahtu kui ka kõrglahutusega lõikekorpuste riiuli tasemel sihtvoolu, et tagada piisav püügikiirus kõigi serverite sisselaskeavade juures.

Süsteemi staatilise rõhu arvestamine ventilaatorite karakteristikute kõverates

Tavaline vahelejätmisviga kaabiinikütmise ventilaatorite suuruse määramist hinnates ventilaatoreid ainult nende vabavoolu kataloogitunnustega (0 Pa staatiline rõhk).

Tegelikes serveriruumides kohtab õhk mitme sisemise komponendi põhjustatud õhuvoolu takistust:

• Kõrgtihedusega õhufiltrid: 30–70 Pa rõhukadu

• Perforeeritud võrgusduste ja bafliid: 20–50 Pa rõhukadu

• Sisemised kaablikimbud ja kaabliteljad: 15 Pa kuni 40 Pa rõhukadu

• Äärmised väljapuhutuslüüsid ja sulgurid: 10 Pa kuni 30 Pa rõhukadu

Kogusüsteemi staatiline takistus jääb tavaliselt vahemikku 75–180 Pa. Kui serveriruumi jahutusventilaatori ventilaatorit määratakse ilma nende takistuslike rõhukadude arvessevõtmata, siis pärast paigaldamist seadmesse või seinakorpusesse on selle õhuvool oluliselt väiksem kui nimiväärtus. Kontrollige alati ventilaatori karakteristikku tegelike staatilise rõhu punktides.

Juhtumiuuring: Soojusremont logistikaandmekeskuses

Logistika jaotuskeskuses esinesid korduvad ülekuumenemise hoiatused keskserverite ruumis pärast võrguseadmete laiendamist.

• Algseisund: Seadmeruumis asus 9 kW kogu IT-koormus, mille jaoks kasutati vanu väljapuhutusventilaatoreid. Serverite sisendtemperatuurid ulatusid suvepäeviti pärastlõunal 31 °C-ni õhuringlus tõttu ja piisamatu staatilise rõhu võime tõttu.

• Arvutatud lahendus: Standardi rakendamine serveriruumi õhuvoolu arvutamiseks sihtkujulise 10 K Delta T-ga oli vajalik kokku umbes 2700 m3/h õhuvool.

• Riistvara täiendused: Objektis paigaldati kahekaupa kõrgvoolukusega serveriruumi jahutusventilaator ühikud, mille nimivooluhulk on 2800 m3/h ja staatiline rõhk 120 Pa, N+1-korralduses, tihedad kaabliülekäigud ning lisati täitvad paneelid, et vältida kuumade õhuvoolude ümberpääsu.

• Tulemused: Keskmine rakkade sisendtemperatuur langes stabiilselt 24 °C-ni, kuumad kohad kaotati ja jahutuspaigutus tagas piisava võimsuse veel 3 kW rakkade laiendamise toetamiseks.

Varukindlus, kiiruse reguleerimine ja kvaliteedi kontroll

Kõrge saadavusega serverite ventilatsiooni ehitamiseks tuleb konstruktsiooni varukindluse ja dünaamilise mootorijuhtimise integreerida disaini:

• N+1 varukindlad massiivid: Ühe lisajahutusventilaatori paigaldamine tagab pideva õhuvoolu mootori väljalangemise või tavapärase hoolduse ajal.

• Muutuva kiiruse juhtimine (EC/PWM): Ventilaatorite varustamine kiiruse reguleeritavate mootoritega võimaldab õhuvoolu automaatselt kohandada reaalajas temperatuurisensorite andmete põhjal. Ventilaatorite sarnasusseaduste kohaselt vähendab ventilaatori kiiruse langemine 80%-ni võimsustarvet peaaegu 50%.

• Füüsiline piiramine: Tihenda põrandas olevad läbipääsud, paigalda kasutamata rakkude ühikutesse täidusplaadid ja eralda soojad ja külmad käigud, et vältida soojus- ja külmavõrgu õhu üleliialist möödavoolu enne lisaventilaatorite paigaldamist.

Täpsustootevalmistus ja infrastruktuuri tarnelahendused

Usaldusväärsete serveriruumide ventilatsioonisüsteemide rakendamiseks on vajalik kõrgtehnoloogiline seade, mille tõhusus on kinnitatud range statilise rõhu standardite alusel.

LOBISONG toodab tööstuslikke jahutusventilaatoreid, seadmete ventilatsiooniseadmeid ja spetsiaalseid kappide ventilaatoreid seitsme automaatse tootmisliini kaudu. Tegevus toimub sertifitseeritud ISO-, CE- ja UKCA-standardite alusel, ning tootevalikud pakuvad täielikke tehnilisi andmeid, CAD-mõõtmete integreerimisfaile ja kinnitatud staatilise rõhu jõudluskõveraid maailmamastaabas asuvate kriitiliste infrastruktuuride tarnekettadele.

Ventilaatori valik, mis vastab arvutatud soojuskoormusele, eesmärgitud Delta T-parameetritele ja tegelikule süsteemi staatilisele rõhule, tagab pideva soojuskaitsa, optimeeritud energiatõhususe ja pikendatud tööaegu andmehoiustuskeskkondades.