Kāda ir gaisa tilpuma aprēķināšanas formula serveru skapja ventilācijas ventilatora konfigurācijai

Kāpēc rindas siltuma slodze nosaka ventilatora gaisa plūsmas prasības

Serveru rindas ventilācijas ventilators netiek izvēlēts uzminot. Gaisa plūsma, ko tam jāpārvieto, ir noteikta ar vienu skaitli: siltumu, ko rinda rada. Katrs IT slodzes vats pārvēršas par siltumu, ko gaisa kustībai jānoņem. Ja gaisa plūsma ir nepietiekama, komponentu temperatūras paaugstinās, līdz iekārtas samazina veiktspēju vai izslēdzas.

Reālās jaudas patēriņa nolasīšana pirms ventilācijas ventilatora izmērošanas

Sākumpunkts ir visu šķirņu, kas uzstādītas skapī, nominālā vai izmērītā jauda: komutatori, aprēķinu mezgli, krātuves un barošanas bloku zudumi. Puspiepildīts 42U skapis var patērēt vairākus kilovatus, ņemot vērā buferus un rezerves barošanas avotus. Serveru rindas ventilācijas ventilatoram jāpārvieto pietiekami daudz gaisa, lai ieejas–izejas temperatūras pieaugums paliktu drošā diapazonā, ne tikai lai atdzistu galvenās ierīces, kas uzstādītas priekšpusē.

Kolokācijas skapja pārbūve, kas atklāja risku

Viens operators pārbūvēja 15 kW kolokācijas skapi, kas darbojās ar divām vispārīgām ventilatoru vienībām, kuru izmēri bija noteikti pēc piegādātāja „uz rindu” aptuvenās metodes. Vasaras ārējā temperatūra paaugstināja ieejas temperatūru virs komforta zonas, un augšējie ierīču vienības sāka termiski ierobežot jaudu. Pēc faktiskās slodzes izmērīšanas un siltuma bilances aprēķina komanda aizvietoja oriģinālo serveru rindas ventilācijas ventilatoru izkārtojumu ar augstākas CFM vērtības assvirziena ventilatoriem un kontrolētu spiediena starpību. Skapa izejas temperatūra samazinājās aptuveni par 9 °C, un termiskās jaudas ierobežošanas notikumi beidzās. Mācība bija vienkārša: aprēķinus veikt, pamatojoties uz reālo jaudu vatos, nevis uz vispārīgu pieņēmumu.

Ventilatoru izvēles pamatā esošā gaisa tilpuma aprēķina formula

Fizikālais pamats ir siltuma bilance. Gaisa plūsma noņem jaudu P temperatūras paaugstinājumā ΔT. Gaisa blīvums ρ un īpatnējā siltumietilpība Cp nosaka, cik daudz enerģijas katrs kubikmetrs gaisa var pārnest, tāpēc viena un tā pati plūsma atkarībā no apstākļiem nodrošina dažādu dzesēšanu.

Q = P ÷ (ρ × Cp × ΔT) izskaidrošana

Galvenā sakarība ir Q = P ÷ (ρ × Cp × ΔT). Gaisam, kura blīvums ir aptuveni 1,2 kg/m³ un Cp vērtība tuvu 1005 J/(kg·K), reizinājums ρ × Cp ir aptuveni 1206. Pārkārtojot vienādojumu tilpuma plūsmas aprēķināšanai, Q m³/s vienāds ar P, dalītu ar 1206 × ΔT. Atļautā ΔT vērtība ir projektētā temperatūras paaugstināšanās starp rindas ieeju un izeju, parasti 10 °C līdz 15 °C ventilētam skapim. Mazāka ΔT vērtība prasa lielāku gaisa plūsmu, tāpēc ΔT izvēle tieši nosaka kompromisu starp ventilatora izmēru, enerģijas patēriņu un troksni.

Pārvēršana no vatiem uz CFM un m³/h

Rezultātu m³/s, kas reizināts ar 3600, dod m³/h, bet reizināts ar 0,589 — CFM. Bieži lietots laukā ātrās aprēķināšanas paņēmiens ir CFM ≈ 3,16 × P(W) ÷ ΔT(°F), kas ir tas pats līdzsvars, izteikts imperiālajās vienībās. 15 kW rindai ar 15 °C (27 °F) temperatūras paaugstināšanos nepieciešamā gaisa plūsma ir aptuveni 1760 m³/h vai apmēram 1035 CFM. Noapaļojiet uz augšu, ņemot vērā filtru slodzi un daļējas slodzes rezervi, pēc tam pielāgojiet ventilatora raksturlīkni šim darba punktam, nevis brīvā gaisa apstākļos.

Inženieru pārbaudes, kas nodrošina aprēķinu precizitāti

Vienīgi plūsmas numurs nav pietiekams, lai noteiktu serveru rindas ventilācijas vēdekļa specifikāciju. Vēdeklim jānodrošina šī plūsma pret pretestību, ko fakts korpuss patiesībā rada, un reālā korpusā tā reti ir nulle.

Statiskais spiediens, sistēmas pretestība un vēdekļa raksturlīkne

Korpusa filtrs, caururbti paneli, kabeļu nodalījumi un liekti kanāli visi pievieno pretestību. Sistēmas pretestība aug ar plūsmas kvadrātu, tāpēc vēdeklis, kas izskatās pietiekams brīvā gaisa CFM, var sabrukt pēc uzstādīšanas. Uzzīmējiet serveru rindas ventilācijas vēdekļa raksturlīkni kopā ar korpusa pretestības raksturlīkni; to krustpunkts ir patiesā darba plūsma. Norādiet vienību, kas nodrošina nepieciešamo plūsmu pie paredzētā statiskā spiediena, nevis tikai pie nulles slodzes, kur katrs vēdeklis izskatās spēcīgs.

Tur, kur piemērojamas ASHRAE, ISO un NFPA atsauces

ASHRAE TC9.9 termiskās norādījumu ieteicamās ieejas temperatūras IT aprīkojumam ir aptuveni 18 °C līdz 27 °C, kas nosaka pieļaujamo ΔT. ISO 5801 definē, kā testēt ventilatora veiktspēju, tāpēc norādītās CFM vērtības paliek salīdzināmas starp dažādiem piegādātājiem. NFPA 75 reglamentē elektroniskā aprīkojuma aizsardzību un ietekmē dzesēšanas un kabeļu izvietojumu ugunsdrošības nolūkos. ANSI elektrostandarti nosaka barošanas avota pieļaujamās novirzes, kuras ventilatora motors ir jāpieņem. Šie dokumenti pārvērš aptuvenus aprēķinus par pamatotu specifikāciju.

Iepirkuma, pārbaudes un apkopes norādījumi

Izmēru noteikšana ir tikai puse no darba. Iegādātajam aprīkojumam jāsaglabā savas spējas vairākus gadus nepārtrauktas ekspluatācijas laikā, un tas ir atkarīgs no lēmumiem, kas pieņemti pirms pasūtījuma, un paradumiem, ko ievēro pēc uzstādīšanas.

Pareizā ventilatora tipa un konfigurācijas izvēle

Vairumākumam ventilētu rāmju gadījumā izvēlas EC assimetrisku ventilatoru kā servera rāmja ventilācijas ventilatoru, kamēr centrīfugāli vai filtru-ventilatoru bloki piemēroti skapjiem ar augstu ārējo pretestību. Izvēlieties N+1 redundanci, lai viena vienības atteice neapturētu visu gaisa plūsmu. Savienojiet korpusa izmēru ar panelī paredzēto izgriezumu un pirms iegādes apstipriniet rotācijas virzienu un gaisa plūsmas ceļu. Lobisong EC un AC assimetrisko ventilatoru līnijas, kas izstrādātas skapju un korpusu dzesēšanai, aptver parastos 115 V līdz 400 V diapazonus, ko izmanto rūpnieciskajās datu vides.

Pārbaudes un apkope, kas nodrošina darbības laiku

Filtru režģi aizcietē un klusītņā samazina gaisa plūsmu, tāpēc vizuālās un diferenciālā spiediena pārbaudes jāplāno regulāros intervālos. Pārbaudiet, vai deflektori un aizvēršanas paneļi paliek vietā, jo ārpusei plūstošais gaiss iztērē ventilatora jaudu. Uzklausiet bultiņu troksni un novērojiet strāvas patēriņa svārstības, kas norāda uz nodilumu. Īsa kvartāla pārbaude nodrošina, ka aprēķinātā gaisa plūsma paliek tuvu faktiskajai gaisa plūsmai, kas patiesībā aizsargā aprīkojumu.

Pareiza serveru skapja ventilācijas vēdekļa konfigurācija sākas un beidzas ar siltuma bilanci. Izmēriet patiesos vatus, pielietojiet formulu Q = P ÷ (ρ × Cp × ΔT), pārveidojiet rezultātu CFM vai m³/h vienībās un tad pārbaudiet iegūto vērtību pret statiskā spiediena un redundances prasībām. Šis disciplinētais process nodrošina, ka skapja temperatūra paliek iekšā tajā diapazonā, ko aprīkojums paredz.

Bieži uzdotie jautājumi

Kura formula aprēķina skapja dzesēšanas vēdekļa gaisa plūsmu?

Siltuma bilances formula ir Q = P ÷ (ρ × Cp × ΔT), kur P ir skapja jauda vatos, ρ ir gaisa blīvums (aptuveni 1,2 kg/m³), Cp ir aptuveni 1005 J/(kg·K), bet ΔT ir atļautais temperatūras pieaugums no ieplūdes līdz izplūdei. Rezultātu pārveidojiet m³/h vienībās, reizinot m³/s ar 3600, vai izmantojiet CFM ≈ 3,16 × P(W) ÷ ΔT(°F). Vēdekļa raksturlīkne jāpielāgo nepieciešamajam statiskajam spiedienam.

Kāpēc statiskais spiediens ir svarīgs, izvēloties skapja vēdekļus?

Skapu filtru, panelu un kanālu pretestība palielinās proporcionāli plūsmas kvadrātam. Ventilatora jauda brīvā gaisa plūsmā (CFM) var būt daudz zemāka pēc uzstādīšanas. Servera skapa ventilācijas ventilatora raksturlīknes un skapa pretestības salīdzinājums parāda patieso darba punktu. Plūsmas norādīšana pie paredzamā statiskā spiediena novērš kluso nepietiekamo dzesēšanu, kas izraisa termisko regulēšanu un saīsina aprīkojuma kalpošanas laiku.

Cik bieži jāpārbauda skapa dzesēšanas ventilatori?

Filtru režģus un barjeras jāpārbauda vismaz reizi kvartālā, bet putekļainās vai augstas slodzes vietās — biežāk. Jāmeklē aizsprostojumi, bultiņu troksnis un strāvas svārstības, kas norāda uz nodilumu. Tukšo panelu saglabāšana vietā nodrošina aprēķināto gaisa plūsmu. Īss ikdienas pārbaudes process aizsargā ekspluatācijas laiku daudz efektīvāk nekā gaidīšana, kamēr ieslēdzas termiskais trauksmes signāls.

Kuri standarti nosaka skapa ventilācijas ventilatoru specifikāciju?

ASHRAE TC9.9 nosaka ieteicamās IT ieejas temperatūras, kas noteic pieļaujamo ΔT diapazonu. ISO 5801 definē salīdzināmu ventilatoru veiktspējas testēšanu, bet NFPA 75 regulē elektronisko iekārtu aizsardzību, ietekmējot izvietojumu un dzesēšanas konstrukciju. ANSI elektrostandarti aptver barošanas parametru robežas, kuras ventilatoriem jāpieņem. Kopā šie standarti padara gaisa plūsmas specifikāciju pamatotu, nevis aptuvenu.

Vai viens ventilators var droši dzesēt augstas blīvuma rindu?

Viens ventilators rada vienu atteices punktu un reti atbilst gan gaisa plūsmas, gan spiediena prasībām blīvās rindās. N+1 redundance nodrošina dzesēšanas darbību, ja viena ierīce izkrist. EC ass ventilatori piemēroti vairumam ventilējamu skapju, bet centriskie ventilatori — augsta pretestības korpusiem. Izmēru izvēlas, pamatojoties uz izmērītajām vatiem, pēc tam pirms ekspluatācijas sākšanas apstiprina konfigurāciju pret faktiskajām ekspluatācijas apstākļiem.