Кондиционирование серверных помещений: особенности выбора кондиционера

Расчет и подбор прецизионного кондиционера для серверной

В серверных необходимо регулярно обеспечивать нормальный воздухообмен. Помещение без окон и с постоянно функционирующем оборудование невозможно проветрить классическим способом. Мощности обычного кондиционера для этого не хватит, он не может поддерживать нужную температуру круглыми сутками, без перерывов, плюс контролировать влажность. Проблему способны решить прецизионные кондиционеры.

Но перед покупкой климатического оборудования, придется произвести расчет кондиционера для серверной и узнать уровень теплового баланса. Вычислив этот показатель, станет понятно, модель какой мощности подойдёт для данного помещения.

Выбор и расчет мощности кондиционера

Расчет мощности кондиционера для серверной

Производительность климатического оборудования определяется на стадии проектирования серверной. Вычисления проводятся на основании суммарных тепловых выделений каждого шкафа. Показатели берутся из документации оборудования. Расчеты мощности кондиционера для серверной учитывают особые требования к помещению и режимы работы оборудования. Основной критерий выбора кондиционера — производительность по холоду. Ее значение должно превышать суммарный показатель тепловыделений. Можно воспользоваться онлайн калькулятором на специализированных сайтах. Потребуются точные данные:

• площадь помещения;
• высота потолка;
• тепловыделения техники;
• количество персонала.

Формула для самостоятельного упрощенного расчета:

PQo+Qn+Qm, где

P — мощность кондиционера;

Qo — тепловыделения телекоммуникационного оборудования;

Qn — тепловыделения людей и вспомогательных приборов (бесперебойники, искусственное освещение);

Qm — поступление тепла в комнату из окружающей среды.

При отсутствии точных данных по серверным шкафам тепловыделения считаются как 30-50% потребляемой мощности. Объем (площадь) помещения также учитывается при выборе кондиционера. После вычисления необходимой производительности предусматривается резервирование.

Система чиллер и фанкойл

Предполагает использование в качестве хладагента жидкость, воду центрального отопления. Обладает преимуществами перед фреоновой системой:

• большая производительность;
• универсальность;
• возможно использование как дополнительное охлаждение фреонового оборудования;
• более дешевая эксплуатация.

Принцип работы такой же, как и у фреоновых установок: охлажденный воздух подается в стоечный ряд, отработанный горячий – забирается принудительной системой вентилирования.

Эффективность снижется за счет сложного устройства охладительного оборудования: теплый хладагент снижает температуру внутри фанкойла, затем попадает в теплообменник чиллера, где непосредственно происходит охлаждение воздуха.

Фанкойлы могут быть двух видов:

• используют принцип обдува теплообменника воздухом;
• охлаждают хладагент мелкодисперсным разбрызгиванием воды и воздушным обдувом одновременно.

Как подобрать охладительную систему

Необходимо ознакомиться с рядом требований, которым в обязательном порядке должен соответствовать кондиционер в серверную:

Возможность монтажа оборудования для работы при минусовых температурах.

Выбирая оборудование из линейки известных торговых марок, покупатель может сразу установить «зимний комплект» на сплит-систему. Некоторые потребители решают купить кондиционер, а затем провести его модернизацию на базе сервисного центра. В этом случае необходимо предварительно выяснить, как это отразится на условиях гарантийного обслуживания. Определенные бренды снимают с гарантии технику, если на нее был установлен «зимний комплект». Другие компании более лояльно относятся к этому вопросу, но все же сокращают срок гарантийного обслуживания. Чтобы избежать подобных проблем, выбирайте кондиционер в серверную из ассортимента самых влиятельных марок, которые оставляют гарантию неизменной.

Возможность установки резервного устройства.

Работу современного предприятия сложно представить без компьютеров. Если серверное оборудование выйдет из строя из-за перегрева, деятельность компании будет полностью парализована. Чтобы повысить надежность сплит-системы, целесообразно установить в серверном помещении не одну, а несколько климатических установок. При помощи специального устройства для ротации они объединены в общую сеть. Если из-за поломки выйдет из строя один кондиционер, то автоматически начнет свою работу резервное устройство, что позволит избежать перегрева.

Систему резервирования используют и при работе в штатном режиме. Согласно установленному графику, один кондиционер на время сможет останавливаться, а другой в этот период будет поддерживать нужный температурный режим. Переключение между устройствами происходит автоматически.

Возможность дистанционного наблюдения и управления кондиционированием.

В целом без системы дистанционного наблюдения можно обойтись, однако ее преимущества уже успели по достоинству оценить многие руководители компаний. Благодаря автоматике можно проводить мониторинг работы кондиционера при помощи компьютера. Показатели температуры и влажности будут отображаться на экране, а при возникновении неисправности оператор получит визуальный и звуковой сигнал. Это позволит оперативно отреагировать на ситуацию и принять нужные меры безопасности.

Размеры магистрали для подачи фреона.

При покупке сплит-системы в серверную размер магистрали для фреона является очень важным критерием. При монтаже климатической установки ее наружный блок будет устанавливаться на стене или крыше снаружи здания. В линейке большинства производителей климатического оборудования представлены модели кондиционеров, у которых длина магистрали варьируется в пределах 15 м, поэтому этот фактор обязательно следует учесть.

Какой кондиционер или сплит-систему лучше купить?

При выборе подходящего кондиционера, в первую очередь следует учитывать размер помещения, где будет установлено устройство – от этого зависит мощность и функционал предпочитаемой модели.

Самыми простыми в установке и управлении считаются оконные и форточные кондиционеры, они подойдут для очень маленьких комнат, а также для обладателей дачи. Также удобны мобильные кондиционеры, которые можно перевозить туда, куда необходимо.

В обычной квартире, особенно с просторными комнатами, чаще всего устанавливаются настенные сплит-системы и мульти-сплит-системы. Они отличаются бесшумностью, при этом обладают широким функционалом, множеством полезных режимов, имеют привлекательный дизайн.

Что касается основных характеристик, на которые следует обратить внимание при выборе кондиционера или сплит-системы, то можно выделить несколько параметров, и на них лучше всего ориентироваться:

1. Площадь. Главный параметр, напрямую связанный с мощностью устройства: чем она выше, тем большую площадь охватывает кондиционер. Обычно в информации об устройстве указывается максимальная площадь, которую охлаждает или обогревает кондиционер.
2. Уровень шума. Этот показатель также указывается в информации о технике. Самым низким уровнем шума внутреннего блока обладают инверторные сплит-системы – ниже 15 дБ. Оптимальным также считается показатель не выше 21 дБ. Такие устройства можно смело монтировать в спальню.
3. Система очистки воздуха. Конечно, следует отдать предпочтение оборудованию, оснащенному хорошими фильтрами, с ионизацией и обеззараживанием воздуха, но чем сложнее система очистки, тем выше стоимость устройства. Дополнительные фильтры – дезодорирующие, плазменные – обеспечивают идеальную очистку воздуха от пыли, микробов и аллергенов.
4. Автоматизация. Наличие пульта дистанционного управления значительно упростит процесс настройки и управления сплит-системой. Чем дороже модель, тем функциональнее ее пульт ДУ, а у климатического оборудования класса премиум он может отсутствовать в виду полностью автоматизированной работы сплит-системы.
5. Датчики. Современные сплит-системы сообщают пользователю данные о температуре воздуха внутри помещения и снаружи, что позволяет максимально точно настроить устройство для создания комфортного микроклимата, относительно температуры воздуха «за бортом», избегая резких перепадов.

Кондиционер серверной: функциональные возможности

Серверное помещение – территория, где сконцентрированы самые главные IT-ресурсы компании. Это «сердце» любого производства/предприятия/учреждения. Именно здесь находится бесценная и ежесекундно обновляемая информация про все аспекты деятельности. Это беспрерывный процесс и остановить компьютерный архиватор невозможно.

При работе техника нагревается сама и нагревает окружающую территорию. Учитывая, что серверный центр обычно представляет собой небольшое по габаритам и практически полностью закрытое помещение, температура здесь достаточно быстро повышается до экстремально опасного уровня как для операторов, так и для компьютерных систем.

Спасает ситуацию надежный кондиционер для серверной, который легко нивелирует опасность перегрева. При этом, работают кондиционеры для серверных комнат круглосуточно и круглогодично.

Принцип работы сплит-системы

Зная устройство системы кондиционирования, возникает вопрос по поводу принципа ее работы.

Функционирование системы построено на простом цикле, подразумевающем забор температуры внутри помещения и его выдачу во внешнем блоке. В случае нагрева этот процесс проходит по обратному алгоритму. Рассмотрим каждый из циклов подробнее.

Охлаждение

В качестве основного элемента выступает фреон, который сжимается в компрессоре и нагревается, а на следующем шаге он передает тепло к внешнему блоку.

Как результат, температура газа уменьшается, и происходит его конденсация.

Фреон в виде жидкости поступает к дросселю и направляется к внутренней части системы, а там испаряется.

В результате снижения температуры происходит отбор тепла в теплой комнате с дальнейшей подачей к компрессору, после чего процесс повторяется по кругу.

Регулирование подразумевает изменение объема фреона и, соответственно, изменение скорости обмена тепла в нужном направлении. Для регулировки применяется дроссельный вентиль.

Нагрев

В этом случае применяется рассмотренный выше цикл, но в обратном направлении. Сначала происходит сжатие газа в наружной части с последующей передачей к внутреннему блоку. Здесь происходит отдача температуры и охлаждение.

Чаще всего функция используется в качестве дополнения. При частом применении сплит-системы для нагрева лучше покупать устройства с ТЭНом, но в таком случае увеличивается потребление электричества.

Сушка

Многие раздельные системы способны удалять влагу из воздуха. По желанию можно использовать только этот режим без применения охлаждения / нагрева. При выборе какой-либо из указанных опций сушка добавляется дополнительно.

Циркуляция и чистка

При выборе этой опции происходит смешивание и чистка воздушного потока с помощью фильтрующих элементов.

Фильтры бывают грубыми или тонкими. Первые удаляют крупный, а вторые — мелкий мусор. Для удаления посторонних запахов применяются фильтры на базе активированного угла.

Увлажнение

Воздух проходит через воду, что позволяет повысить уровень влаги в помещении. Такая опция встречается в современных сплит-системах и сильно влияет на стоимость устройства.  

При использовании в домашних условиях проще купить обычный увлажнитель.

Ионизация

Дополнительная опция, подразумевающая насыщение воздушного потока заряженными ионами.

«Отрицательные» элементы придают ощущение свежести, как после грозового дождя, способствуют уничтожению бактерий и добавляют полезны для здоровья.

Но нужно учесть, что не всем такая функция подходит, а некоторым просто не нравиться специфический запах воздуха.

Подача свежего воздуха

Суть функции состоит не только в охлаждении / нагреве, но и насыщении воздуха свежим потоком с улицы.

Минус в том, что наличие такой опции ведет к усложнению конструкции и монтажа. Вот почему такой вариант встречается в устройствах среднего или высокого уровня.

Рекомендации по выбору типа кондиционера

Кондиционер для серверных шкафов

Сложные условия работы с непрерывной нагрузкой способна выдержать не каждая климатическая система. Она должна оборудоваться пылевым фильтром, осушителем, зимним комплектом. Один из вариантов охлаждения воздуха серверный шкаф с кондиционером. Конструкция не требует отведения конденсата, наружный блок компактных размеров. Внутренний модуль устанавливается вертикально или горизонтально внутри серверного шкафа.

Требования к кондиционерам

При поддержании климата в серверных важна бесперебойная работа кондиционеров. Поломка и ремонт надолго оставит телекоммуникационное оборудование без охлаждения. Обеспечить требование позволяет принцип ротации и резервирования. В помещении устанавливается несколько климатических установок, объединенных в одну сеть ротационным устройством. При неисправности одного кондиционера автоматически включается резервный вариант.

Попеременное включение блоков позволяет сбалансировано распределить нагрузку и обеспечить оптимальные параметры климата. В таком режиме техника поочередно останавливается для отдыха и технического обслуживания.

Контролировать кондиционирование серверных помещений помогает блок ротации. Он автоматически чередует включение рабочих установок, при необходимости подключает резервное устройство. Второй вариант контроля установка датчиков, показания которых отображаются на мониторе компьютера. Для определения условий в серверной не придется покидать рабочее место. Вся информация в виде таблиц и графиков поступает на компьютер. Сообщения сопровождаются звуковым сигналом.

Сплит-системы

Схема устройства колонного кондиционера

Для поддержания заданных параметров в серверных помещениях используются сплит-системы. Бытовые или полупромышленные системы высокой мощности устанавливаются в комнатах небольшой площади с выделением тепла до 10 кВт. По типу монтажа они бывают:

• Настенные универсальный и доступный вариант. Производительность 2,5-5 кВт, выбирается модель, в которой предусмотрена значительная длина фреоновой трассы. Рекомендуемые производители Daikin, Toshibaи Mitsubishi Electric.
• Канальные устройства размещаются под навесным потолком, экономят место и обеспечивают эффективный воздухообмен. Подходят для больших серверных комнат. Канальное кондиционирование обеспечивает подачу холодного воздуха непосредственно к стойкам.
• Колонные мощные системы в виде шкафов устанавливаются на полу, не требуют монтажа.

Прецизионные климатические системы

Прецизионные кондиционеры для серверных это профессиональное оборудование. Климатические комплексы имеют высокий ресурс непрерывной работы, позволяют поддерживать оптимальные параметры температуры и влажности. Одно из достоинств оборудования точность, климатические показатели в помещениях большой площади имеют колебания не больше 1°C и 2%. В серверных устанавливаются шкафные и потолочные модели. Первые отличаются громоздкими габаритами, их мощность 100 кВт. Потолочные системы менее производительны (20 кВт), устанавливаются в комнатах, где нет возможности разместить шкафные кондиционеры.

Типы прецизионных климатических устройств

Климатические комплексы бывают моноблочные и раздельные по типу сплит-систем. Система охлаждается различными способами: испарением фреона, водяным или воздушным контуром. Популярные производители: UNIFLAIR, Blue box.

Плюсы установок:

• бесперебойная работа,
• высокая мощность оборудования,
• точный контроль климатических составляющих,
• широкий диапазон рабочих температур,
• совмещенность с диспетчерским контролем.

Минусы прецизионных систем:

• высокая стоимость,
• шумность моноблочной конструкции.

Система чиллер фанкойл

Система кондиционирования воздуха использует в качестве теплоносителя воду или смесь этиленгликоля. Принцип работы аналогичен установкам с фреоном. Чиллер охлаждает жидкость, циркулирующую в теплообменнике фанкойла, проходя через радиатор воздух понижает температуру.

• высокая производительность,
• универсальность,
• безопасная и доступная эксплуатация.

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).

Расчет мощности кондиционера в помещение с серверами

Сплит-системы для серверных комнат должны иметь требуемую производительность, расчетами которой должны заниматься исключительно специалисты. Но многие руководители предприятий и эту миссию возлагают на IT-шников. Как рассчитать мощность кондиционера, не имея специальных знаний?

Прежде всего, нужно поднять всю документацию по установленным серверам. В технической части этого документа можно найти значение «тепловыделение», ведь каждый прибор, используя электрическую энергию, преобразовывает ее в тепловую.

После чего, следует сложить все значения тепловыделения, прибавить к ним тепло, идущее от стен и 10% для перестраховки. В итоге получается порядка 50 — 70Вт мощности на 1 м3 объема помещения. Такой расчет можно использовать лишь в крайних случаях, а всеми работами с этим связанными должны заниматься исключительно специалисты.

Рекомендации по выбору типа кондиционера

Наиболее популярной климатической техникой, используемой в серверных, являются сплит-системы с настенным расположением внутреннего блока.

1. Настенный тип сплит-систем сравнительно не дорог, и занимает мало полезного пространства. Но такая техника имеет несколько существенных недостатков: небольшую холодопроизводительность и ограниченную длину фреоновой магистрали. Мощность таких сплит-систем ограничивается 10 кВт, что может быть недостаточным для большого помещения с установленной в ней аппаратурой, а длина магистрали варьируется, в зависимости от модели, от 15 до 25м. Это стоит учитывать при выборе оборудования для кондиционирования серверных комнат.
2. Кондиционер с подпотолочным расположением внутреннего блока. Это устройство имеет большую холодопроизводительность, нежели настенная сплит-система. Кроме того, подает направленный поток охлажденного воздуха вдоль плоскости потолка, обеспечивая равномерное распределение воздушных потоков по помещению. Еще одним достоинством климатической техники такого типа является возможность разноса внутреннего и внешнего блоков на большие расстояния, до 50 м.
3. Сплит-системы шкафного типа также довольно часто используются для кондиционирования воздуха в серверных комнатах. В зависимости от модели, внутренний блок такой климатической системы, часто оборудуется осушителем воздуха и дополнительными фильтрами, способными не только очистить помещение от бытовой пыли, но и поддерживать определенные показатели влажности в комнате с электронным оборудованием.

Прецизионная климатическая техника

Прецизионный – значит точный, и это сказано именно о прецизионной климатической технике. Такие кондиционеры способны поддерживать температуру с точностью до 0,5 С, а влажность до 5%. Они дороги, но долговечны, многие модели рассчитаны на беспрерывную работу до 20 лет.

Эта техника прекрасно подходит для комнат с установленной электроникой, и благодаря встроенной системе фильтрации замечательно справляется с бытовой пылью – злейшим врагом электронных устройств.

Прецизионные кондиционеры имеют несколько важнейших преимуществ перед другими системами кондиционирования:

• Эта техника имеет возможность наиболее точного поддержания параметров воздушной смеси.
• Это оборудование может работать длительное время без ТО в непрерывном режиме.
• Они наиболее надежны и имеют длительный срок службы.
• Прецизионная техника может работать при значительных перепадах температуры воздуха.
• Они совместимы с устройствами дистанционного контроля и управления микроклиматом помещения.

Такой тип устройств на протяжении долгого времени прекрасно себя показал в качестве основного типа климатического оборудования, установленного в помещениях с микроэлектронной аппаратурой. Многие производители электроники не дают на свои устройства гарантию, если в помещении не установлено прецизионное оборудование.

Требования к кондиционерам для серверных

Основные

Обычно серверы располагаются в помещениях без окон, где так же может не быть центральной вентиляции и/или отопления. Такие условия вредны не только для людей, но и для мощных компьютеров, которые должны работать круглые сутки.

Чтобы решить проблему обеспечения правильного микроклимата, используются специальные кондиционеры. Они отличаются от бытовых аппаратов бОльшей мощностью, надежностью, работоспособностью и даже размерами.

Кондиционеры для охлаждения серверной комнаты должны соответствовать ряду обязательных требований.

Основные требования:

• Кондиционер должен поддерживать постоянную температура не более + 25 градусов по Цельсию, оптимально — +15-20 градусов по Цельсию;
• Должна поддерживаться влажность в пределах 60-70%, в зависимости от времени года;
• Скорость движения воздуха должна составлять ≈ 0.2-0.4 м/с;
• Воздух должен не только охлаждаться, но и очищаться;
• Аппарат должен издавать шум не более 70 дБ.

Кондиционеры в серверных комнатах подбираются исходя из площади помещения и других параметров. Мы рекомендуем доверить эту задачу специалистам, которые произведут точные расчеты. В том случае правильный выбор кондиционера играет ключевую роль в стабильной работе серверов.

Дополнительные

Чтобы серверы работали эффективно, важно соблюсти ряд дополнительных требований при выборе кондиционера. Мы перечислим наиболее важные

Не устанавливайте в серверных комнатах маломощные кондиционеры. Они не смогут обеспечить полноценное охлаждение и очистку воздуха. Проверьте наличие воздушных фильтров в кондиционере после его монтажа. Они обязательно должны быть установлены.

Выбирайте кондиционер, который способен без погрешностей работать при любой температуре, влажности и давлении на улице. Из-за глобального потепления аномальные похолодания и жара встречаются все чаще. Дополнительным преимуществом будет наличие регулятора оборотов вентилятора, нагрева компрессора и дренажного слива.

Устанавливайте в серверной комнате сразу несколько кондиционеров. Для удобства эксплуатации и обслуживания кондиционеры можно объединить в одну группу с помощью блока ротации.

Благодаря ему аппараты включаются поочередно и в случае выхода из строя одного из кондиционеров автоматически сохраняются все настройки. Их можно использовать на любом другом кондиционере, смонтированном в системе.

Рекомендации по выбору кондиционера

Чаще всего для установки в серверной выбирают сплит-системы с настенным внутренним модулем. Они стоят недорого и занимают мало места.

Однако данные агрегаты не лишены определенных недостатков, к которым можно отнести следующее:

• протяженность фреоновой магистрали ограничена;
• производительность этого климатического оборудования невысокая;
• максимальная мощность кондиционера составляет 10 кВт (этого может быть недостаточно для охлаждения большой серверной с многочисленным оборудованием);
• у разных моделей длина магистралей отличная, но обычно она находится в пределах 15-25 м.

Агрегаты с внутренним блоком, который крепят под потолком, имеют более высокую производительность в сравнении с настенной сплит-системой. Их плюсом является и то, что потоки холодного воздуха циркулируют под потолком, что способствует равномерному распределению по помещению. Еще одним преимуществом можно назвать то, что оба блока можно удалить друг от друга на 50 м максимум.

Шкафные сплит-системы также иногда используют для кондиционирования серверной. Некоторые модели имеют внутренний блок с дополнительными фильтрами и осушителями воздуха. Они очищают воздух от пыли и поддерживают влажность в комнате в допустимых пределах.

В серверных, где нужно поддерживать точные параметры температуры воздуха, лучше установить прецизионные кондиционеры. Они могут поддерживать заданную температуру с погрешностью 0,5°С, точно контролировать влажность (ошибка составляет всего 5%). Эти дорогие и долговечные модели работают до 20 лет.

Поскольку врагом любых электронных приборов является бытовая пыль, прецизионный агрегат с системой фильтрации решает и эту проблему.

К дополнительным преимуществам подобной техники стоит отнести следующее:

1. Прибор точно поддерживает в помещении заданные параметры температуры и влажности воздуха.
2. Кондиционер может непрерывно работать без технического обслуживания на протяжении длительного времени.
3. Это самые надежные и долговечные агрегаты.
4. Прецизионное климатическое оборудование работает даже при существенных перепадах температуры окружающего воздуха.
5. Их можно использовать совместно с оборудованием, которое дистанционно контролирует и управляет микроклиматом в серверной комнате.

Некоторые производители высокоточных микроэлектронных моделей выдают гарантию только в том случае, если они установлены и работают в помещении, где стоит прецизионное климатическое оборудование.