Uniflair Dokumentacja projektowa ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA DLA OBIEKTÓW O WYSOKIEJ GĘSTOŚCI MOCY

Transkrypt

1 Uniflair Dokumentacja projektowa ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA DLA OBIEKTÓW O WYSOKIEJ GĘSTOŚCI MOCY

2 PL Wydanie: 1.0 Data: Luty 2008 Polityką firmy Uniflair SpA jest dążenie do rozwoju technologicznego i innowacji, dlatego firma zastrzega sobie prawo do zmiany jakichkolwiek danych zawartych w niniejszej publikacji bez powiadomienia

3 ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA DLA OBIEKTÓW O WYSOKIEJ GĘSTOŚCI MOCY Dokumentacja projektowa Rozwiązania chłodzenia dla obiektów o wysokiej gęstości mocy PL Wstęp 4 Obecna sytuacja 4 Opis głównych elementów systemu 4 Active Floor 6 Cool Pool 12 System AFPS 13 Klimatyzatory 16 Agregaty chłodnicze 17 Freecooling pośredni 17 Inteligentny freecooling 18 System sterowania Master Control 19 Wskazówki dotyczące doboru rozwiązania chłodzenia 20

4 PL WSTĘP Wstęp Firmy z branży przetwarzania danych zmierzają w kierunku budowy i modernizacji centrum danych przy zastosowaniu serwerów o dużej gęstości mocy obliczeniowej w środowiskach wymagających wysokich poziomów niezawodności, bezpieczeństwa i modułowości. Zapotrzebowanie na moc zasilania szaf o wysokiej gęstości wypełnionych w pełni serwerami o głębokości 800 mm może wynieść nawet 25 kw. Szafy tego typu dla zapewnienia niezawodności i optymalnych warunków pracy wymagają zapewnienia odpowiedniego przepływu schłodzonego powietrza (rzędu 4000 do 5000 m 3 /h). W przeciwieństwie do tradycyjnych serwerów, serwery o wysokiej gęstości mocy wykorzystują niezależną wentylację zapewniającą poziomy przepływ powietrza przez obudowę. Przepływ powietrza musi być zawsze dostępny. Powietrze musi być dostarczane równomiernie na całej stronie poboru obudowy w celu zagwarantowania optymalnych warunków roboczych nawet serwerom zainstalowanym w najwyższej części szafy, miejscu narażonym najbardziej. Jedną z najważniejszych cech centrum danych jest ich ciągła modyfikacja, rozwój i postęp technologiczny, co wymaga nieustannej modernizacji infrastruktury. Stąd przez cały cykl życia centrum danych przechodzi ewolucję układu i elementów, nad którą trudno zapanować. Z tego powodu warunki robocze w działającej serwerowni zawsze znacznie odbiegają od warunków zaplanowanych w początkowych etapach projektowania. W zakresie wykorzystania technologii rysują się dwa scenariusze o całkowicie odmiennych implikacjach: nowe centra danych zaprojektowane z zastosowaniem najnowszej technologii IT i istniejące serwerownie, w których współpracują tradycyjne serwery z nowymi serwerami o wysokiej gęstości mocy obliczeniowej. Obecna sytuacja Instalacja serwerów o wysokiej gęstości mocy może mieć miejsce zarówno w nowych serwerowniach (przygotowanych do obsługi takich urządzeń) lub w istniejących pomieszczeniach, które wymagają adaptacji funkcjonującej infrastruktury. W funkcjonujących pomieszczeniach konieczne jest zbudowanie systemu klimatyzacji zdolnego do rozpraszania wyższych obciążeń cieplnych, a także kompatybilnych z powstawaniem znacznych przepływów powietrza o wysokiej temperaturze (odprowadzanie poziome z serwera). W takich przypadkach konieczne jest zapewnienie poniższych minimalnych warunków: korytarze zimnego i gorącego powietrza, wyższa moc chłodnicza generowana przez system klimatyzacji, kontrola systemu przepływu powietrza i jego dystrybucji, kontrola zasilania. Obecnie na rynku istnieje wiele różnych rozwiązań chłodniczych dla serwerów kasetowych opartych na trzech podstawowych koncepcjach: 1. Elementów chłodzenia lokalnego; 2. Systemu przegród dla serwerów kasetowych z dodatkowym systemem klimatyzacyjnym; 3. Systemu z przepływem powietrza w dół z urządzeniami klimatyzacyjnymi i skoncentrowanymi rozwiązaniami dystrybucji powietrza. Chłodzenie lokalne System obudów + Chłodzenie dedykowane Chłodzenie obwodowe + Dystrybucja powietrza Woda Woda Powietrze Czynnik chłodniczy Czynnik chłodniczy Każdy z systemów ma swoje zalety i wady w kontekście typu instalacji lub zapotrzebowania. Urządzenie Uniflair przyczyniło się do rozwoju koncepcji dystrybucji powietrza i wykorzystania urządzeń klimatyzacyjnych w celu optymalizacji wydajności, elastyczności i łatwości dostosowania do istniejących infrastruktur. Rozwiązanie Uniflair powstało z myślą o optymalizacji dystrybucji powietrza, sprawności i efektywności urządzeń klimatyzacyjnych (generujących moc chłodniczą) oraz o strategiach redukcji poboru energii elektrycznej. Opis głównych elementów systemu Active Floor System to rozwiązanie modułowe, dostosowujące się do różnych potrzeb i typów aplikacji. Głównym jego zadaniem jest zagwarantowanie chłodzenia o optymalnej wydajności i minimalnym zużyciu energii. Ograniczenie poboru energii elektrycznej osiągnięto dzięki zaprojektowaniu systemu automatycznie dostosowującemu się do zmian obciążeń cieplnych (serwera i pomieszczenia) i zastosowaniu strategii regulacji, które umożliwiają optymalizację pracy wszystkich elementów łańcucha chłodzenia. Optymalizację każdego elementu uzyskano poprzez zastosowanie najnowocześniejszej technologii dostępnej na rynku i systemu sterowania (patent Uniflair), który maksymalizuje pracę każdego elementu. Celem, z operacyjnego punktu widzenia, było stworzenie elastycznego systemu zdolnego dostosowywać się do zmian w samym obiekcie. 4

5 Główne elementy wchodzące w skład systemu: 1. Active Floor: zintegrowany moduł instalowany w podłodze technicznej dostosowujący się do obciążeń w serwerowni; 2. Cool Pool: rozwiązanie do optymalizacji gorącego korytarza i zapobiegania mieszaniu się powietrza; 3. System AFPS: system ciśnieniowy dla podłóg technicznych; 4. Zoptymalizowane urządzenia klimatyzacyjne: Urządzenia klimatyzacji precyzyjnej Leonardo charakteryzujące się: a. wentylacją powietrza z technologią EC b. zoptymalizowanym systemem sterowania dla aplikacji o wysokich obciążeniach c. elektronicznym zaworem termostatycznym (EEV) zintegrowanym ze sterowaniem (rozszerzenie tradycyjnych funkcji) d. komunikacją w sieci LAN dla optymalizacji sterowania urządzeń klimatyzacji precyzyjnej e. skoordynowanym sterowaniem zewnętrznymi agregatami chłodniczymi f. sterowaniem wszystkimi elementami Active Floor 5. Zewnętrzne agregaty chłodnicze pracujące w trybie inteligentnego freecoolingu: tryb sterowania wszystkimi urządzeniami freecoolingu dla zwiększenia wydajności; 6. Sterowanie Master Control: system sterowania wszystkimi elementami systemu z optymalizacją zużycia energii i możliwością monitorowania urządzeń chłodniczych oraz pracy serwerów. WSTĘP 5

6 PL ACTIVE FLOOR Active Floor Active Floor to elastyczny system przeznaczony do chłodzenia obciążeń cieplnych o wysokiej gęstości generowanych przez serwery kasetowe i routery sieci terabitowych. Uniflair Active Floor instalowany w modułowej podłodze technicznej z przodu poboru szafy serwerowej pasuje do paneli modułowych podłóg technicznych Uniflair 600 mm x 600 mm. Zimne powietrze generowane przez urządzenia klimatyzacji precyzyjnej jest bezpośrednio kierowane do źródła obciążeń termicznych dzięki zaawansowanemu technicznie systemowi sterowania kierunkiem przepływu powietrza. Active Floor wywarza wysokiej gęstości strefę powietrza, której stała temperatura jest ciągle utrzymywana dla całej sekcji poboru szafy (od najniższego do najwyższego punktu), co zapewnia pracę w warunkach nominalnych wymaganych przez producenta szafy. Przepływ powietrza zmienia się zależnie od obciążenia cieplnego wykrywanego przez dwa czujniki zainstalowane w strefie odprowadzenia powietrza z serwera kasetowego. Active Floor minimalizuje pobór powietrza dzięki innowacyjnemu wentylatorowi z komutowanym elektronicznie silnikiem. Może być stosowany zarówno jako jednostka autonomiczna do obsługi serwerów o wysokiej gęstości mocy w tradycyjnych centrach danych jak również wraz z urządzeniami klimatyzacji precyzyjnej przy zastosowaniu innowacyjnego systemu automatycznej hermetyzacji podłogi technicznej, który został w pełni przetestowany przez Uniflair. Może również stanowić element systemu Active Floor System i zapewniać optymalną kontrolę warunków roboczych w serwerowni. Gruntowne testy, jakim Uniflair poddało urządzenie Active Floor, gwarantują optymalną pracę sprzętu o wysokiej gęstości instalowanego w każdym module o maksymalnej mocy 15 kw. Active Floor wraz z rozwiązaniem Cool Pool gwarantują utrzymanie odpowiednich warunków roboczych dla obciążeń cieplnych na szafę rzędu do 25 kw. Moduły ACTIVE FLOOR są przeznaczone do zaawansowanych technologicznie zastosowań, takich jak pomieszczenia komputerowe, centrale telefoniczne i pomieszczenia sterowania. Wszystkie moduły są w pełni montowane i testowane w zakładzie produkcyjnym. Przeznaczone są do zastosowań o wysokich wymaganiach w zakresie bezpieczeństwa i niezawodności. System sterowania umożliwia monitorowanie i sterowanie funkcjami prewencyjnymi za pomocą: wskaźnika statusu pracy, ciągłych odczytów i wskazań prędkości wentylatorów,- odczytów i wskazań temperatury mierzonej przez czujniki, wskazań usterki i warunków alarmowych. Serwer o wysokiej gęstości mocy Strefa B Strefa A Urządzenie zostało poddane analizie ryzyka zgodnie z Dyrektywą UE nr 98/37/EWG (89/392/EWG). Konstrukcja i okablowanie klimatyzatora jest zgodne z normami elektrycznymi IEC. Płyta elektryki zawiera ochronę przeciwzwarciową w postaci automatycznych wyłączników obwodu. Wentylator wyposażony jest w metalowe kratki zgodnie z normami bezpieczeństwa IEC.

7 PL Budowa Active Floor Każdy moduł Active Floor składa się z elementów przedstawionych na poniższej ilustracji: ACTIVE FLOOR A-A 2A 1 2B Kratka podłogowa 2A Regulowane łopatki - Sekcja a. 2A Regulowane łopatki - Sekcja B 3 Wentylator EC 4 Kratka ochronna Panel elektryczny 6 Sterownik mikroprocesorowy 7 Czujnik temperatury - Strefa A 8 Czujnik temperatury - Strefa B 7 8 Demontaż kratki podłogowej umożliwia łatwy dostęp do elektronicznej płyty sterowania i automatycznego wyłącznika obwodu (oznaczonych symbolami B i C na poniższym rysunku). Przenoszenie modułu usprawniają dwa uchwyty znajdujące się w jego wnętrzu. Moduł Active Floor jest wyposażony w kratkę ochronną po stronie wlotu w celu zapewnienia bezpieczeństwa obsługi operatora i eliminacji zagrożeń dla kabli prowadzonych w pobliżu wentylatora. Wentylator osiowy wbudowany w Active Floor jest wyposażony w elektronicznie komutowany (EC), bezpośrednio osadzony na wale silnik o wysokiej sprawności energetycznej. Umożliwia on również ciągłą modulację przepływu powietrza, co zapewnia wysoką elastyczność pracy oraz bardzo niskie koszty zarządzania. Dzięki znacznie obniżonemu poborowi energii (patrz tabela dotycząca zużycia energii elektrycznej) moduł Active Floor może być podłączany do systemu zasilacza UPS, co w razie przerw w dostawie energii gwarantuje dostawę odpowiedniej ilości powietrza, co jest możliwe poprzez zwiększenie interwału systemu pracującego na podtrzymaniu akumulatorowym. Moduł Active Floor Module jest wyposażony w dwa rzędy regulowanych lameli kierujących przepływem powietrza w obu kierunkach w sytuacji, kiedy nie jest możliwe zainstalowanie w strefie dwóch modułów.

8 ACTIVE FLOOR Active Floor jest wyposażony również w dwa czujniki temperatury podłączone do mikroprocesora mierzące temperaturę wlotu i wylotu powietrza szafy (w dwóch różnych punktach lub obszarach). Daje to możliwość monitorowania i sterowania modułem (jeżeli zainstalowano opcję wentylatora z modulacją prędkości). Wymiary gabarytowe wymagane dla instalacji modułu Active Floor przedstawiono na poniższym rysunku ± ± 2 Każdy moduł AFM musi być umieszczony bezpośrednio na czterech podporach z podłużnicami. W celu zapewnienia odpowiedniego przepływu powietrza wymagana odległość od podłogi wynosi 150 mm, jak przedstawiono na poniższym rysunku mm

9 Przyłącza elektryczne znajdują się w spodniej części modułu a ich wykonanie jest proste, jak pokazano na poniższym rysunku. Wymagane jest zasilanie prądem 230 V/1 faza/50 Hz; czujniki temperatury są podłączane do listwy zaciskowej. Dla podłączenia do sterowania nadrzędnego moduł wyposażono w wejście kabla do mikroprocesora. ACTIVE FLOOR Wejście kabla sieciowego LAN Wyłącznik automatyczny B 1:3 Listwa zaciskowa do podłączenia czujników temperatury Wejście kabla zasilania C 1:3 Panel sterowania z wyświetlaczem Moduł Active Floor pracuje w trybie prędkości stałej zalecanej dla aplikacji autonomicznych przy obciążeniach cieplnych serwera poniżej 15 kw lub w trybie płynnym, który dostosowuje prędkość wentylatora Active Floor zależnie od nastawy stałej temperatury, która jest porównywana z temperaturą mierzoną przez czujniki temperatury modułu. Active Floor zapewnia przepływ powietrza pod podłogą charakteryzujący się różnymi ciśnieniami statycznymi zależnie od sygnałów przedstawionych na poniższych rysunkach i tabelach. Moc pobieraną w różnych warunkach roboczych przedstawiono na poniższym wykresie i w tabeli. Przepływ Airflow powietrza [m 3 /h] m 3 /h 6000,0 5000,0 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 0,0 Regulacja Regulation [%] Pa 20 Pa 40 Pa CIŚNIENIE STATYCZNE POD PODŁOGĄ TECHNICZNĄ Regulacja [%] 10 Pa Przepływ powietrza [m 3 /h] 20 Pa Przepływ powietrza [m 3 /h] 40 Pa Przepływ powietrza [m 3 /h]

10 WSTĘP Regulacja [%] Pobór energii [W] Regulacja [%] Pobór mocy [A] Pobór prądu [B] Obroty wentylatora obr./min. 10 0, , , , , , Jeżeli nastawiono różnicę temperatury pomiędzy sekcją wlotu i wylotu szafy (Delta T = 15 C lub 10 C), wtedy moc chłodzenia szafy przez system Active Floor jest proporcjonalna do natężenia przepływu powietrza na wlocie. Poniższy wykres dowodzi, że w aplikacji wymagającej różnicy pomiędzy temperaturą wlotową i wylotową szafy, urządzenie Active Floor w połączeniu z Cool Pool gwarantuje, że strumień powietrza wydalany przez szafę może zapewnić moc chłodniczą rzędu 25 kw. Ten sam wykres pokazuje również, że przy przepływie powietrza nieco poniżej 3000 m 3 /h możliwe jest chłodzenie szaf o mocy rozproszonej 15 kw. Aby uzyskać moc chłodniczą rzędu 40 kw przy różnicy temperatur wynoszącej 15 C, konieczne jest uzyskanie przepływu powietrza nieco powyżej 7500 m 3 /h Moc chłodnicza [kw] Cooling Capacity [kw] Przepływ powietrza Airflow [m 3 /h] [m 3 /h] Delta T = 15 C Delta T = 10 C Poniższa tabela zawiera poziomy mocy akustycznej dla Active Floor przy 3 różnych prędkościach obrotowych wentylatora. Regulacja [%] Poziom mocy akustycznej [db(a)]

11 Table (3.1) - Parametry mechaniczne kratki Active Floor Metoda testowa zgodna z UNI EN J.M. Sztywne podpory WSTĘP Ugięcie 2,5 mm Skoncentrowane obciążenie środka ściany kn 1,65 Skoncentrowane obciążenie środka panelu kn 1.78 Współczynnik bezpieczeństwa K=2 Stosunek pomiędzy skoncentrowanym obciążeniem środkowego panelu i ugięciem Skoncentrowane obciążenie środka panelu (kg) ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ugięcie (mm) Stosunek pomiędzy obciążeniem rozłożonym a ugięciem Rozłożone obciążenie (kg/panel) ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ugięcie (mm) 11

12 PL COOL POOL Cool Pool Zastosowanie rozwiązania Cool Pool przyczynia się do lepszej dystrybucji mocy chłodniczej generowanej przez urządzenia klimatyzacyjne, dzięki kierowaniu przepływu powietrza do obszaru poboru powietrza szaf. Uzyskanie takiej konfiguracji jest możliwe poprzez fizyczne rozdzielenie strumieni gorącego i zimnego powietrza w centrum danych. Korytarz zimna jest wydzielany przez zastosowanie bocznych drzwi dostępowych i transparentny dach pomiędzy rzędami szaf. Schłodzone powietrze generowane przez klimatyzatory jest dostarczane do sekcji poboru serwera za pośrednictwem perforowanych paneli podłogowych w zimnym korytarzu. Taka konfiguracja zapobiega problemom wynikającym z recyrkulacji gorącego powietrza, która może prowadzić do niepożądanego przegrzewania się szaf. Umożliwia również bardziej precyzyjne zwymiarowanie systemu klimatyzacji i przez to przynosi znaczne oszczędności energetyczne. Cool Pool to proste i wydajne rozwiązanie oferujące możliwość modułowej rozbudowy, która pozwala na zwiększanie w miarę upływu czasu liczby szaf w rzędach i sprawne dostosowanie konfiguracji. Drzwi dostępowe podnoszą poziom bezpieczeństwa. Cool Pool umożliwia zarządzanie obciążeniami cieplnym do 15 kw na szafę (i większymi w połączeniu z Active Floor) generując równomierny przepływ powietrza o stałej temperaturze od dołu do góry szafy. Transparentny dach rozwiązania Cool Pool można łączyć z systemem oświetlenia i drzwi, co umożliwia również zarządzanie systemem przeciwpożarowym. Moc systemu Cool Pool jest dostosowywana w sposób zapewniający, że strumień powietrza generowany przez klimatyzatory odpowiada zapotrzebowaniu na powietrze chłodzące se strony serwerów kasetowych w obrębie systemu Cool Pool, co przedstawiono na poniższym rysunku. Sufit / kanał Komora zasilania Szafa serwerowa Szafa serwerowa Gorący korytarz Gorący korytarz Szafa serwerowa Szafa serwerowa Gorący korytarz B1 Gorący korytarz B2 A=B1+B2 12

13 PL System AFPS W większości środowisk do zapewnienia odpowiednich warunków stosuje się technologię dystrybucji podpodłogowej powietrza. Wykorzystuje się ciśnienie pod podłogą techniczną do dostarczania schłodzonego powietrza do każdego wylotu (zazwyczaj kratki podłogowej) bez względu na jego położenie. Dla efektywnej pracy takiego systemu klimatyzacyjnego istotne jest utrzymanie odpowiedniego ciśnienia powietrza. Musi być ono zapewnione przez cały czas eksploatacji pomieszczenia. System musi również dopuszczać możliwość modyfikacji. SYSTEM AFPS System AFPS (Automatic Floor Pressurization System) opracowany i sprawdzony przez Uniflair gwarantuje automatyczne dostosowanie się do przepływu powietrza zależnie od liczby zainstalowanych serwerów i zapewnia elastyczność instalacji infrastruktury. AFPS zapewnia automatyczną regulację strumienia powietrza generowanego przez klimatyzatory z wentylatorami EC oraz utrzymywanie stałego ciśnienia podpodłogowego podczas konserwacji, dzięki precyzyjnemu sterowaniu dystrybucją powietrza / chłodzenia w całym pomieszczeniu (eliminacja gorących punktów). W praktyce w trakcie rutynowej konserwacji często wymieniane są płytki podłogi technicznej, co powoduje spadek ciśnienia statycznego pod podłogą. W konsekwencji maleje przepływ powietrza przez kratki i rośnie ryzyko powstawania gorących punktów. Moduł sterowania, który może również obsługiwać elektronicznie komutowane wentylatory, umożliwia utrzymywanie nominalnego ciśnienia pod podłogą techniczną (od 20 do 80 Pa) oraz zarządzanie prędkością wentylatora zapewniającego utrzymywanie nominalnego ciśnienia (nastawionego) podczas wszystkich faz obsługi urządzenia przez cały okres eksploatacji pomieszczenia. System składa się z poniższych podstawowych elementów: 1. Urządzeń klimatyzacji precyzyjnej z modulacyjnym sterowaniem wentylatorem (za pomocą falownika lub wentylatorów prądu stałego); 2. Sterownik mikroprocesorowy z oprogramowaniem regulacyjnym; 3. Przetwornik ciśnienia, który może być instalowany pod podłogą techniczną i monitorujący ciśnienie statyczne; 4. Czujnik ciśnienia z systemem przeciwosadowym i filtracji wpływu podzespołów ruchomych; 5. System montażowy przetwornika ciśnienia zapewniający niezawodne odczyty bez wpływu efektów dynamicznych; 6. System komunikacji i zarządzania parametrami LAN wbudowany w sterownik mikroprocesorowy urządzeń klimatyzacyjnych. System zarządza zmianami ciśnienia pod podłogą za pomocą wbudowanego systemu automatycznej regulacji ciśnienia i zapobiega zbyt szybkim zmianom stabilizując pracę instalacji. System zarządza również stałym ciśnieniem pod podłogą podczas prowadzenia prac konserwacyjnych podłogi oraz w trakcie instalacji nowych serwerów i dostosowuje przepływ powietrza podczas: dodawania nowego sprzętu; demontażu płytek podłogowych na czas konserwacji lub instalacji nowego sprzętu (bez tworzenia się gorących punktów w innej części pomieszczenia); uszkodzenia lub zniszczenia ścianek działowych pod podłogą. System można zintegrować zarówno z urządzeniami klimatyzacyjnymi chłodzonymi wodą lodową jak i działającymi na zasadzie bezpośredniego odparowania. W urządzeniach z bezpośrednim odparowaniem oprogramowanie zarządzające musi zezwalać na regulację ustawień dedykowanego strumienia powietrza. System umożliwia zarządzanie wszystkimi informacjami odczytywanymi przez różne urządzenia i za pośrednictwem sieci lokalnej LAN określa całościową strategię regulacji; System zarządza przepływem powietrza zarówno pojedynczego urządzenia jak i wszystkich podłączonych urządzeń i gwarantuje utrzymanie stałego ciśnienia pod podłogą; Umożliwia zdefiniowanie wartości nominalnego ciśnienia za pomocą sterownika mikroprocesorowego. Dokonuje odczytów wartości średniego ciśnienia konkretnego obszaru (jednego dla każdego urządzenia). System można skonfigurować z jednym punktem odniesienia w pomieszczeniu lub zarządzać nim zależnie od kilku obszarów. W tym drugim przypadku możliwe jest sterowanie wszystkimi urządzeniami na podstawie odczytu średniego ciśnienia wszystkich urządzeń z wykluczeniem obszarów, w których ciśnienie odbiega znacznie od wartości średniej. W tej sytuacji urządzenia w danym obszarze niezależnie zarządzają przepływem powietrza w sposób powodujący przywrócenie wartości nominalnej. System dostosowuje się do rozwoju obiektu: automatycznie zmienia wydajność chłodniczą i przepływ powietrza zależnie od liczby dodawanych urządzeń, kratek i systemów dystrybucji powietrza. 13

14 PL SYSTEM AFPS Zarządzanie przepływem powietrza 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % Możliwość zarządzania przepływem powietrza w zależności od rozwoju obiektu pozwala na zmniejszenie poboru mocy poprzez regulację pracy wentylatorów; przed pełnym wyposażeniem pomieszczenia w sprzęt, kiedy zapotrzebowanie na przepływ powietrza jest niższe niż poziom nominalny, system AFPS steruje pracą wentylatorów EC przynosząc znaczne oszczędności energetyczne. Jeżeli zainstalowano urządzenie rezerwowe zaleca się pozostawienie go włączonego do zasilania, co zapewni optymalizację efektywności energetycznej zwłaszcza przy obciążeniach częściowych. Przypadek A - Konfiguracja z AFPS Gęstość sprzętu [%] ESP [Pa] Urządzenie Liczba pracujących urządzeń Pobór mocy [kw] Krok 1 70 % 20 TDCV ,5 Krok 2 85 % 20 TDCV ,2 Krok 3 100% 20 TDCV ,9 Przypadek B - Konfiguracja z AFPS i wszystkimi urządzeniami włączonymi Gęstość sprzętu [%] ESP [Pa] Urządzenie Liczba pracujących urządzeń Pobór mocy [kw] Oszczędność w % Krok 1 70 % 20 TDCV ,9 44 % Krok 2 85 % 20 TDCV ,1 25 % Krok 3 100% 20 TDCV ,9 0 % Porównanie zużycia energii elektrycznej przez wentylator w pomieszczeniu z i bez pracującego urządzenia rezerwowego oraz z systemem AFPS Liczba zainstalowanych urządzeń Gęstość sprzętu w pomieszczeniu [%] ESP [Pa] Klimatyzatory CRAC Zużycie energii elektrycznej bez pracującego urządzenia rezerwowego [kw] Zużycie energii z pracującym urządzeniem rezerwowym [kw] Oszczędność w % % 20 TDCV4300 6,7 2,4 64 % % 20 TDCV ,4 6,9 49 % % 20 TDCV ,1 12,4 38 % % 20 TDCV , % % 20 TDCV , %

15 Zaletą integracji AFPS z modułami Active Floor jest możliwość dostosowywania przepływu powietrza urządzeń klimatyzacyjnych zależnie od zapotrzebowania modułów Active Floor i optymalizacji efektywności systemu a jednocześnie zbudowanie systemu mieszanego płytek podłogi technicznej i modułów Active Floor zapewniającego stałe ciśnienie pod podłogą. SYSTEM AFPS Sufit / kanał Komora zasilania Szafa serwerowa Szafa serwerowa Gorący korytarz Gorący korytarz Czujnik ciśnienia Czujnik ciśnienia 15

16 PL KLIMATYZATORY Klimatyzatory Obniżenie kosztów operacyjnych w pomieszczeniach technicznych jest istotne z powodu konkurencji na rynku. Ten czynnik wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na ekologiczne rozwiązania sprawia, że efektywność energetyczna staje się głównym celem budowy systemów klimatyzacyjnych dla aplikacji o wysokiej gęstości mocy. Dla zapewnienia wysokich standardów efektywności energetycznej urządzenia muszą być objęte kompleksowym programem obejmującym precyzyjny dobór podzespołów i ciągłe doskonalenie rozwiązań konstrukcyjnych w tym: elektroniczny zawór rozprężny wentylatory z łopatkami wygiętymi do tyłu (BCF) z elektronicznie komutowanym silnikiem; rozwiązania tandemowe zapewniające wysoką sprawność przy częściowych obciążeniach. Urządzenia klimatyzacyjne Uniflair przeznaczone do aplikacji o wysokiej gęstości wyróżniają się szeregiem innowacyjnych właściwości, takich jak: Usprawnione wentylatory komutowane elektronicznie (EC) zapewniające optymalną efektywność energetyczną i ciągłą modulację przepływu powietrza. Elektroniczny zawór elektrostatyczny zintegrowany ze sterowaniem mikroprocesorowym, który optymalizuje pracę, zarządza osuszaniem bez modyfikacji przepływu powietrza i w ten sposób zwiększa niezawodność sprężarek. Możliwość kontrolowania ciśnienia podpodłogowego w sposób gwarantujący prawidłową dystrybucję powietrza w pomieszczeniu dzięki innowacyjnemu systemowi AFPS (Automatic Floor Pressurization System). Kontrolowanie temperatury wylotowej. Wysoka zależność pomiędzy odczuwalną wydajnością chłodniczą netto a powierzchnią. Wbudowany system sterowania optymalizujący pracę różnych podzespołów poprzez ciągłe monitorowanie parametrów roboczych. Integracja z zewnętrznymi agregatami chłodniczymi wyposażonymi w opcję inteligentnego freecoolingu. Komunikacja z systemami nadzoru dzięki obsłudze najpopularniejszych protokołów komunikacyjnych. 16

17 PL Agregat chłodniczy Energia ciągle odgrywa istotną rolę w kosztach operacyjnych nowoczesnych systemów. Zapewnienie najwyższej niezawodności przy jednoczesnej redukcji zużycia energii jest wynikiem wyboru technicznych parametrów produktu: Freecooling pośredni Efektywność przy częściowych obciążeniach Elektroniczny zawór termostatyczny ze zintegrowanym sterowaniem mikroprocesorowym Sprężarki typu scroll Podwójne sprężarki śrubowe CHILLER FREECOOLING POŚREDNI Freecooling pośredni Temperatura Text Podstawą działania jest wykorzystanie powietrza zewnętrznego do chłodzenia wody i zapewnianie bezpłatnego chłodzenia. Wysokość oszczędności rośnie wraz ze spadkiem temperatury powietrza zewnętrznego w trakcie godzin pracy. Sterownik mikroprocesorowy automatycznie zarządza pracą urządzenia w trzech różnych sytuacjach. W okresie letnim urządzenie pełni rolę dodatkowego agregatu chłodniczego chłodzonego powietrzem. Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej powietrze może być użyte do wstępnego chłodzenia wody, co skraca czas pracy sprężarki. Kiedy temperatura na zewnątrz jest bardzo niska wymienniki powietrzne/wodne umożliwiają całkowite rozproszenie ciepła bez użycia sprężarek. Rys. A Fig. Mechanical Chłodzenie cooling mechaniczne operation 15 C Działanie obwodu hydraulicznego w freecoolingu pośrednim opiera się na dwóch metodach: obieg hydrauliczny z parownikiem i zaworem trójdrogowym lub pompa (pompa freecoolingu) załączana w trakcie pracy w trybie freecoolingu. To rozwiązanie jest zalecane z punktu widzenia oszczędności energetycznych ponieważ zawór trójdrogowy wytwarza spadki ciśnienia zmuszając do przewymiarowania zespołu pompy głównego obiegu; zespół pompy pobiera prąd przez cały rok i jego pobór jest wyższy niż pompy freecoolingu, której działanie ograniczone jest do faktycznych godzin pracy. Rys. B Fig. Mixed Chłodzenie cooling mieszane operation 5 C Fig. Rys. C Free-cooling Freecooling operation TRADYCYJNY FREECOOLING FREECOOLING UNIFLAIR 17

18 FREECOOLING TRADYCYJNY PL Wady Moc zespołu pompy jest dobierana również pod kątem spadków ciśnienia wężownicy freecoolingu i zaworu trójdrogowego; Ograniczona niezawodność zaworu trójdrogowego. Zalety Moc zespołu dobierana pod kątem spadków ciśnienia parownika; Wysokowydajna pompa freecoolingu; Brak zaworu trójdrogowego; Wbudowany freecooling o maksymalnej mocy 1450 kw. Inteligentny freecooling Jeżeli zainstalowano urządzenie rezerwowe możliwe jest wykorzystanie wymienników tego urządzenia i w ten sposób zwiększenie wydajności freecoolingu co przynosi dodatkowe oszczędności energetyczne. Poprzez połączenie freecoolingu i układu nadmiarowego (n+1/n+n) możliwe jest również wykorzystywanie wymienników powietrznych/wodnych urządzenia lub urządzeń rezerwowych, co umożliwia przepływ wody przez wszystkie dostępne wymienniki i zwiększa wydajność freecoolingu. A A A D B D B D B E E E Dostarczany przez Uniflair Not Niedostarczany supplied by przez Uniflair A Wężownica freecoolingu B Pompa freecoolingu C Parownik D Pompa główna (wbudowana) E Zawór odcinający 18

19 PL System sterowania Master Control Uniflair oferuje system Master Control, rozwiązanie, które optymalizuje zarządzanie, kontrolę i nadzór klimatyzatorów, modułów Active Floor i agregatów chłodniczych. Master Control umożliwia zarządzanie systemem chłodzenia poprzez optymalizację działania wszystkich komponentów. Szczególną uwagę zwrócono na układ zarządzania, który redukuje ilość energii wymaganą do chłodzenia bez generowania niepożądanych gorących punktów. Dzięki takiej kontroli możliwe jest monitorowanie pomieszczenia, klimatyzatorów i wszystkich głównych podzespołów i udostępnianie parametrów wszystkim podstawowym systemom zarządzania budynkiem dostępnym na rynku. Czujniki temperatury wbudowane w Active Floor umożliwiają również monitorowanie temperatury roboczej serwerów o wysokiej gęstości i zapewniają całkowitą kontrolę nad systemem. SYSTEM MASTER CONTROL Serwer o wysokiej gęstości Serwer o wysokiej gęstości Serwer o wysokiej gęstości Strefa B Strefa B maksymalnie 30 AFM Strefa B Strefa A Strefa A Strefa A Master Control Zewnętrzny BMS SNPM, Modbus, Bacnet, Lon Master Control ustanawia komunikację pomiędzy kilkoma modułami Active Floor (AFM) i jednym lub kilkoma klimatyzatorami, dzięki czemu istnieje możliwość centralnego sterowania częścią parametrów przez sterownik AFM. Umożliwia to efektywne zarządzanie urządzeniami i integrację ich z agregatami chłodniczymi w sytuacji, kiedy klimatyzatory chłodzone wodą lodową są stosowane wraz z agregatami chłodniczymi Uniflair. Można również włączyć do sieci klimatyzatory. Moduł Master Control zarządza komunikacją i komunikuje się: za pomocą protokołu plan ze sterownikiem modułu Active Floor; za pośrednictwem karty szeregowej RS485 z urządzeniami obwodowymi i integruje się z systemem AFPS, o ile został wybrany; za pośrednictwem sygnału 0-10V z agregatów chłodniczych w celu korekcji temperatury wylotowej wody chłodniczej. W sieci mogą współpracować zarówno klimatyzatory chłodzone wodą lodową, jak i z bezpośrednim odparowaniem. Logika regulacji systemu wymaga, aby moduły Active Floor otrzymywały: parametry T1 i T2 (temperatury wykryte przez czujniki znajdujące się na szafie); wartości nastawy regulacji; sygnały sterujące prędkością wentylatora. W przypadku urządzeń chłodzonych wodą lodową (CW) dane te są przetwarzane (za pośrednictwem łącza szeregowego) i wysyłany jest sygnał kompensujący, który modyfikuje temperaturę wylotową urządzenia (wzrastającą wraz ze zmniejszaniem się obciążenia cieplnego) a następnie redukuje strumień powietrza wentylatorów. Ponadto moduł Master Control generuje sygnał 0-10VDC, który współpracuje z obciążeniem cieplnym pomieszczenia i modyfikuje wartość nastawy temperatury agregatu chłodniczego podłączonego do urządzenia CW. Połączenie sieciowe plan pomiędzy modułami Active Floor i modułem Master Control umożliwia podłączenie maksymalnie 30 modułów Active Floor z pojedynczym modułem Master Control. Karta szeregowa RS485 umożliwia połączenie maksymalnie 10 urządzeń z modułem Master Control. Standardowe połączenie szeregowe z modułem Master Control umożliwia komunikację z systemem BMS i korzystanie z opcji normalnie dostępnych dla innych urządzeń Uniflair (standardowe protokoły Carel Slave lub MODbus RTU Slave - z kartą szeregową RS485, SNMP za pośrednictwem TCP/IP, BACnet za pośrednictwem TC/IP lub funkcje serwera WWW - z kartą pcoweb). Maksymalna efektywność systemu będąca celem sterowania jest osiągana poprzez zaspokajanie zapotrzebowania na chłodzenie szafy przy możliwie najniższym poborze energii (temperatura wody wzrasta w zależności od wydajności wentylatora). Moduł Master Control odpowiada również za utrzymanie maksymalnej dopuszczalnej temperatury szaf (powietrza wylotowego szaf). W razie przekroczenia tej wartości generuje sygnał zwiększający przepływ powietrza klimatyzatora aktywując urządzenie rezerwowe (o ile zainstalowano). 19

20 WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA PL Wskazówki dotyczące doboru rozwiązania chłodzenia Rozwiązanie Uniflair powstało z myślą o optymalizacji dystrybucji powietrza, sprawności i efektywności urządzeń klimatyzacyjnych (generujących moc chłodniczą) oraz o strategiach redukcji poboru energii elektrycznej. Zasadnicze znaczenie ma poprawna dystrybucja powietrza przez podłogę techniczną. Konieczne jest utrzymanie odpowiedniego ciśnienia podpodłogowego (między 20 a 30 Pa) poprzez prawidłową instalację paneli i eliminację wycieków powietrza do innych pomieszczeń lub korytarzy zimnego/ gorącego powietrza. Czynnikiem decydującym o doborze rozwiązania po poprawnym zainstalowaniu podłogi technicznej, zarówno w przypadku nowych jak i funkcjonujących instalacji, jest wielkość obciążenia cieplnego, które należy odprowadzić z szaf. Dlatego konieczne jest poznanie obciążenia cieplnego generowanego przez każdą pojedynczą szafę. Nowy typ instalacji obejmującej serwery o wysokiej gęstości mocy powoduje, że należy przeanalizować i zaprojektować rozwiązania chłodzenia zdolne dostosować się do konkretnych wymogów projektu. Stąd proces projektowy wygląda inaczej niż w przeszłości. Podczas wymiarowania należy wziąć pod uwagę moc w kw każdej szafy, a nie jak to miało miejsce w przeszłości relację pomiędzy rozpraszaną mocą cieplną i powierzchnią (kw/m2). Elastyczność nowej technologii powoduje, że konieczne jest zaprojektowanie rozwiązań chłodzenia, które będą w stanie dostosować się do dziennych zmian w obciążeniu termicznym oraz wzrostu zapotrzebowania spowodowanego modernizacją istniejących instalacji. Bezpieczeństwo i niezawodność to podstawowe warunki stawiane systemom chłodniczym dla szaf o wysokiej gęstości mocy. Konieczne jest zapewnienie bezpieczeństwa sprzętu nawet w sytuacjach awaryjnych. Uniflair zapewnia rozwiązania dostosowane do konkretnych potrzeb każdego projektu. Ich konstrukcja zapewnia dostarczanie do wlotu szafy wymaganej ilości powietrza o odpowiedniej temperaturze w celu zapewnienia optymalnych warunków roboczych serwerów. Moc chłodnicza jest generowana przez urządzenia klimatyzacji precyzyjnej a przepływ powietrza odbywa się od góry szafy do przestrzeni podpodłogowej. Różnorodność rozwiązań zapewnia optymalną dystrybucję schłodzonego powietrza wytwarzanego przez klimatyzatory w pomieszczeniu a zwłaszcza do szaf o wysokiej gęstości mocy. Takie podejście ma wiele zalet: elastyczność i modułowość: daje możliwość stopniowej konfiguracji pomieszczenia zależnie od potrzeby dostosowania się do instalacji nowych szaf. optymalizacja efektywności systemu: schłodzone powietrze jest kierowane bezpośrednio w miejsca zapotrzebowania bez rozpraszania. mniejsze zagrożenie uszkodzeniem serwerów: w odróżnieniu do innych rozwiązań funkcjonujących na rynku, powietrze jest jedyną substancją chłodząca, brak obecności wody w pobliżu sprzętu elektronicznego. bezpieczeństwo ze względu na możliwość instalacji nadmiarowych klimatyzatorów. mniejsza podatność na awarie klimatyzatorów, dzięki pojemności cieplnej kondycjonowanego obszaru. 20

21 PL Obciążenia cieplne szaf o mocy poniżej 5 kw Jak przedstawiono na poniższym rysunku, w sytuacji kiedy obciążenie termiczne pojedynczej szafy wynosi poniżej 5 kw, wystarczającym rozwiązaniem jest zainstalowanie podłogi technicznej z kratkami lub perforowanymi płytkami. Gwarantuje ono dostarczanie odpowiedniej ilości powietrza, która wraz z odpowiednim ciśnieniem podpodłogowym zapewnia prawidłowe chłodzenie serwera. WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA płytka 588 z holes 588 otworami panel Moc Cooling chłodnicza Capacity [kw] płytka ze holes otworami panel pojedyncza single linear kratka grille Przepływ powietrza Airflow with o ciśnieniu 20 Pa of static statycznym pressure 20 under Pa the pod raised podłogą floor techniczną [m 3 /h] [m3/h] Delta T = 15 C Delta T = 10 C W sytuacji kiedy przepływ powietrza odbywa się poziomo i jest wymuszony przez wentylację (serwery kasetowe) konieczne jest podzielenie pomieszczenia na tak zwane zimne korytarze, w których instalowane są kratki wylotowe dostarczające do wlotu szaf powietrze wymagane do chłodzenia i gorące korytarze, do których doprowadzane jest powietrze po przejściu przez serwery i w których wychwytywane jest ciepło (patrz poniższy rysunek). W tym rozwiązaniu zastosowano tradycyjne połączenie klimatyzatorów z podłogą techniczną, które można rozszerzyć o system AFPS gwarantujący prawidłowe ciśnienie podpodłogowe w każdych warunkach roboczych oraz prawidłowy przepływ powietrza z kratek do sprzętu. Wydajność chłodnicza klimatyzatorów zarówno z bezpośrednim odparowaniem, jak i chłodzonych wodą chłodniczą musi być wystarczająca do obsługi obciążenia cieplnego sprzętu przy ustalonych wartościach nastawy temperatury. Instalacje można rozbudować o dodatkowe urządzenia w celu zapewnienia jej nadmiarowości; przepływ powietrza generowany przez klimatyzatory musi odpowiadać przepływowi powietrza z kratek z uwzględnieniem zwyczajowego marginesu bezpieczeństwa. Moc klimatyzatorów rozbudowanych o system AFPS i wentylatory EC jest obliczana przy założeniu, że w normalnych warunkach generowany będzie jak najmniejszy przepływ powietrza przy zachowaniu mocy zapasowej na wypadek potrzeby. Ponadto zaleca się włączenie wentylatora urządzenia rezerwowego, który zagwarantuje dodatkowy przepływ powietrza. 21

22 WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA PL Obciążenia cieplne szaf o mocy poniżej 15 kw W sytuacji, kiedy obciążenie cieplne pojedynczych szaf jest niższe niż 15 kw, konieczne jest rozważenie dwóch scenariuszy: 1. tylko szafy o obciążeniu cieplnym niższym lub równym 15 kw a wyższym niż 5 kw; 2. szafy o obciążeniu cieplnym zarówno niższym lub równym 15 kw i niższym niż 5 kw. W przypadku 1, kiedy przepływ powietrza odbywa się poziomo i jest wymuszony przez wentylację (serwery kasetowe), konieczne jest podzielenie pomieszczenia na tak zwane zimne korytarze, w których instalowane są kratki wylotowe dostarczające do wlotu szaf powietrze wymagane do chłodzenia i gorące korytarze, do których doprowadzane jest powietrze po przejściu przez serwery i gdzie wychwytywane jest ciepło. W takiej konfiguracji możliwe są dwa rozwiązania: 1.1 zastosowanie klimatyzatorów, modułów Active Floor instalowanych w strefie zimna zależnie od szaf oraz systemu ciśnieniowego AFPS. 1.2 zastosowanie klimatyzatorów w połączeniu ze strefą zimna wyposażoną w rozwiązanie Cool Pool. W rozwiązaniu 1.1, które charakteryzuje się zastosowaniem klimatyzatorów i modułów Active Floor w połączeniu z systemem AFPS, wydajność chłodnicza klimatyzatorów zarówno z bezpośrednim odparowaniem, jak i chłodzonych wodą chłodniczą musi być wystarczająca do obsługi obciążenia cieplnego sprzętu przy ustalonych wartościach nastawy temperatury. Instalację można rozbudować o dodatkowe urządzenia w celu zapewnienia jej nadmiarowości; przepływ powietrza generowany przez klimatyzatory musi odpowiadać przepływowi powietrza z kratek z uwzględnieniem zwyczajowego marginesu bezpieczeństwa. Moc klimatyzatorów rozbudowanych o system AFPS i wentylatory EC jest obliczana przy założeniu, że w normalnych warunkach generowany będzie jak najmniejszy przepływ powietrza przy zachowaniu mocy zapasowej na wypadek potrzeby. Liczba modułów Active Floor zależy bezpośrednio od liczby szaf o obciążeniu poniżej 15 kw i powyżej 5 kw. Ilość powietrza generowanego przez każdy moduł Active Floor zależy od różnicy temperatur wymaganej przez projektanta szafy i może być obliczona za pomocą poniższego wykresu Cooling Moc chłodnicza Capacity [kw] [kw] Przepływ Airflow powietrza [m 3 /h] [m 3 /h] Delta T = 15 C Delta T = 10 C 22 Dla przykładu, kiedy różnica temperatur pomiędzy sekcją wlotową i wylotową szafy wynosi 15 C, wtedy ilość odprowadzanego ciepła wynosi 15 kw a przepływ powietrza generowany przez Active Floor szacuje się na 3000 m 3 /h. Jeżeli zainstalowano 8 szaf, każda o mocy obciążenia cieplnego 15 kw, wtedy przepływ powietrza wymagany przez klimatyzatory wynosi m 3 /h a nominalna moc dostarczana wynosi 120 kw. System AFPS umożliwia zarządzanie przepływem powietrza urządzeń klimatyzacyjnych w sposób redukujący liczbę cyklów pracy tych urządzeń dzięki zmniejszeniu obciążenia cieplnego szafy a moduły Active Floor redukują przepływ powietrza w celu utrzymania stałego ciśnienia podpodłogowego.

23 Dobór klimatyzatorów o wyższym przepływie powietrza sprawia, że system AFPS nie tylko redukuje przepływ powietrza, ale również może go zwiększać na czas prowadzenia prac konserwacyjnych, podczas których następuje spadek ciśnienia podpodłogowego przez co podnosi poziom bezpieczeństwa systemu. Ponadto zaleca się włączenie wentylatora urządzenia rezerwowego, który zagwarantuje dodatkowy przepływ powietrza. Takie rozwiązanie umożliwia optymalizację strefy zimna, ponieważ odległość pomiędzy dwoma rzędami szaf w strefie zimna jest równa powierzchni dwóch modułów 600 x 600. Podczas pozycjonowania urządzenia należy wziąć pod uwagę rozkład pomieszczenia i zadbać o powrót gorącego powietrza strefy gorąca do sekcji wlotu klimatyzatorów. WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA W rozwiązaniu 1.2, w którym zastosowano klimatyzatory i Cool Pool, wydajność chłodnicza klimatyzatorów, zarówno z bezpośrednim odparowaniem jak i chłodzonych wodą chłodniczą, musi być wystarczająca do obsługi obciążenia cieplnego sprzętu przy ustalonych wartościach nastawy temperatury. Instalację można rozbudować o dodatkowe urządzenia w celu zapewnienia jej nadmiarowości. Przepływ powietrza generowany przez klimatyzatory musi być równy lub wyższy od przepływu powietrza generowanego przez szafy. W konsekwencji wielkość kratek wylotowych pod podłogą należy tak obliczyć, aby przepływ powierza wytwarzany przez Cool Pool odpowiadał zapotrzebowaniu szafy. Moc klimatyzatorów rozbudowanych o system AFPS i wentylatory EC jest obliczana przy założeniu, że w normalnych warunkach generowany będzie jak najmniejszy przepływ powietrza przy zachowaniu mocy zapasowej na wypadek potrzeby. Takie rozwiązanie umożliwia optymalizację strefy zimna, ponieważ odległość pomiędzy dwoma rzędami szaf w strefie zimna jest równa powierzchni dwóch modułów 600 x 600. Podczas pozycjonowania urządzenia należy wziąć pod uwagę rozkład pomieszczenia i zadbać o powrót gorącego powietrza strefy gorąca do sekcji wlotu klimatyzatorów. Szafa serwerowa Szafa serwerowa Gorący korytarz Gorący korytarz A=B1+B2 Jeżeli różnica pomiędzy temperaturą wlotową i wylotową szafy wynosi 15 C a odprowadzane obciążenie cieplne dla każdej szafy wynosi 15 kw oraz zainstalowano 8 szaf, wtedy przepływ powietrza generowany przez kratki wewnątrz Cool Pool powinien wynosić m 3 /h a nominalna moc dostarczana 120 kw. 23

24 WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA W rozwiązaniu 2, kiedy w pomieszczeniu zainstalowano szafy o poziomym przepływie powietrza (serwery kasetowe) i tradycyjne szafy o mocy poniżej 5 kw, konieczne jest podzielenie go na strefy przeznaczone dla serwerów o wysokiej gęstości mocy: zimne korytarze i gorące korytarze oraz strefy przeznaczone dla tradycyjnych szaf, gdzie dystrybucje powietrza zapewnia podłoga techniczna z kratkami lub perforowanymi płytkami. W tym rozwiązaniu zastosowano tradycyjne połączenie klimatyzatorów z podłogą techniczną, Active Floor w zimnym korytarzu strefy wysokiej gęstości mocy wraz z systemem AFPS gwarantującym prawidłowe ciśnienie podpodłogowe w każdych warunkach roboczych oraz prawidłowy przepływ powietrza z kratek do sprzętu. W takim zastosowaniu system AFPS gwarantuje poprawne ciśnienie podpodłogowe w każdych warunkach roboczych i jednocześnie gwarantuje, że zapewniany jest prawidłowy przepływ powietrza z kratek i modułu Active Floor do sprzętu w każdych warunkach roboczych. W rozwiązaniu z zastosowaniem klimatyzatorów i systemu Cool Pool, modułów Active Floor i systemu AFPS, wydajność chłodnicza klimatyzatorów zarówno z bezpośrednim odparowaniem, jak i chłodzonych wodą chłodniczą musi być wystarczająca do obsługi obciążenia cieplnego sprzętu przy ustalonych wartościach nastawy temperatury. Instalację można rozbudować o dodatkowe urządzenia w celu zapewnienia jej nadmiarowości; przepływ powietrza generowany przez klimatyzatory musi odpowiadać przepływowi powietrza z kratek z uwzględnieniem zwyczajowego marginesu bezpieczeństwa. Moc klimatyzatorów rozbudowanych o system AFPS i wentylatory EC jest obliczana przy założeniu, że w normalnych warunkach generowany będzie jak najmniejszy przepływ powietrza przy zachowaniu mocy zapasowej na wypadek potrzeby. Liczba modułów Active Floor zależy bezpośrednio od liczby szaf o obciążeniu powyżej 15 kw i poniżej 5 kw. Obciążenie cieplne na szafę powyżej 15 kw W sytuacji, kiedy obciążenie cieplne pojedynczej szafy jest wyższe niż 15 kw a wymuszony przepływ powietrza odbywa się poziomo (serwery kasetowe) konieczne jest podzielenie pomieszczenia na tak zwane zimne korytarze, w których instalowane są kratki wylotowe dostarczające do wlotu szaf powietrze wymagane do chłodzenia i gorące korytarze, do których doprowadzane jest powietrze po przejściu przez serwery i w których wychwytywane jest ciepło. Rozwiązania chłodzenia o takiej konfiguracji wymagają zastosowania: klimatyzatorów; modułów Active Floor instalowanych w zimnym korytarzu każdej szafy i systemu ciśnieniowego AFPS; zimnego korytarza z rozwiązaniem Cool Pool. W rozwiązaniu z zastosowaniem klimatyzatorów i systemu Cool Pool, modułów Active Floor i systemu AFPS, wydajność chłodnicza klimatyzatorów zarówno z bezpośrednim odparowaniem, jak i chłodzonych wodą chłodniczą musi być wystarczająca do obsługi obciążenia cieplnego sprzętu przy ustalonych wartościach nastawy temperatury. Instalację można rozbudować o dodatkowe urządzenia w celu zapewnienia jej nadmiarowości; przepływ powietrza generowany przez klimatyzatory musi odpowiadać przepływowi powietrza z kratek z uwzględnieniem zwyczajowego marginesu bezpieczeństwa. Moc klimatyzatorów rozbudowanych o system AFPS i wentylatory EC jest obliczana przy założeniu, że w normalnych warunkach generowany będzie jak najmniejszy przepływ powietrza przy zachowaniu mocy zapasowej na wypadek potrzeby. Liczba modułów Active Floor zależy bezpośrednio od liczby szaf o obciążeniu powyżej 5 kw. + Ilość powietrza generowanego przez każdy moduł Active Floor zależy od różnicy temperatur wymaganej przez projektanta szafy i może być obliczona za pomocą poniższego wykresu Moc Cooling chłodnicza Capacity [kw] [kw] Przepływ Airflow powietrza [m 3 /h] [m 3 /h] Delta T = 15 C Delta T = 10 C

25 Na przykład, kiedy różnica temperatur pomiędzy sekcją wlotową i wylotową szafy wynosi 15 C, wtedy ilość odprowadzanego ciepła wynosi 25 kw, a przepływ powietrza generowany przez Active Floor szacuje się na 5000 m 3 /h. Jeżeli zainstalowano 8 szaf, każda o mocy obciążenia cieplnego 25 kw, wtedy przepływ powietrza wymagany przez klimatyzatory wynosi m 3 /h a nominalna moc dostarczana wynosi 200 kw. System AFPS umożliwia zarządzanie przepływem powietrza urządzeń klimatyzacyjnych w sposób redukujący liczbę cyklów pracy tych urządzeń dzięki zmniejszeniu obciążenia cieplnego szafy a moduły Active Floor redukują przepływ powietrza w celu utrzymania stałego ciśnienia podpodłogowego. Dobór klimatyzatorów o wyższym przepływie powietrza sprawia, że system AFPS nie tylko redukuje przepływ powietrza, ale również może go zwiększać na czas prowadzenia prac konserwacyjnych, podczas których następuje spadek ciśnienia podpodłogowego przez co podnosi poziom bezpieczeństwa systemu. Ponadto zaleca się włączenie wentylatora urządzenia rezerwowego, który zagwarantuje dodatkowy przepływ powietrza. Takie rozwiązanie umożliwia optymalizację strefy zimna, ponieważ odległość pomiędzy dwoma rzędami szaf w strefie zimna jest równa powierzchni dwóch modułów 600 x 600 dla mocy do 25 kw/szafa. jeżeli obciążenie każdej szafy jest wyższe od tej wartości konieczne jest zainstalowanie w korytarzach większej liczny modułów. Na przykład, kiedy różnica temperatur pomiędzy sekcją wlotową i wylotową szafy wynosi 15 C, wtedy ilość odprowadzanego ciepła wynosi 35 kw, a przepływ powietrza generowany przez Active Floor szacuje się na 7000 m 3 /h. Jeżeli zainstalowano 8 szaf, każda o mocy obciążenia cieplnego 35 kw, wtedy przepływ powietrza wymagany przez klimatyzatory wynosi m 3 /h a nominalna moc dostarczana wynosi 280 kw. Takie rozwiązanie umożliwia optymalizację strefy zimna, ponieważ odległość pomiędzy dwoma rzędami szaf w strefie zimna jest równa powierzchni dwóch modułów 600 x 600. WSKAZÓWKI DOTYCZĄCE DOBORU ROZWIĄZANIA CHŁODZENIA Active Floor Cechy główne Zalety 1. Zwiększenie mocy chłodniczej systemu podłogi technicznej 2. Automatyczna modulacja przepływu powietrza na podstawie aktywnego obciążenia cieplnego 1. Instalacja w funkcjonujących pomieszczeniach z problemem punktów gorąca 2. Elastyczny system dostosowujący się do instalacji i jej rozwoju 3. Modułowy, elastyczny i prosty we wdrożeniu Cool Pool Klimatyzatory CRAC Zewnętrzny agregat chłodniczy System ciśnieniowy AFPS Master Control Cechy główne Zalety Cechy główne Zalety Cechy główne Zalety Cechy główne Zalety Cechy główne Zalety 1. Zwiększenie wydajności chłodniczej Cool Pool 1. Rozwiązanie łatwe we wdrożeniu i rozbudowie 1. Generowanie mocy chłodniczej i dystrybucja powietrza 2. EEV 3. Niezawodność systemu: nadmiarowość n+1 4. Sterowanie powietrzem wylotowym 1. Możliwość stosowania urządzeń z bezpośrednim odparowaniem, chłodzonych wodą lodową i energooszczędnych 2. Wersje tandemowe, efektywność przy częściowych obciążeniach 1. Niezawodność systemu: nadmiarowość n+1 2. Sterowanie wylotową wodą lodową 3. Zintegrowane rozwiązania 1. Systemy freecoolingu i wysoce efektywne agregaty chłodnicze (turbocor) 2. Inteligentny freecooling 3. Zarządzanie wartością nastawy wody lodowej 1. Automatyczne sterowanie ciśnieniem podłogi (z wentylatorami EC) 1. Bezpieczeństwo chłodzenia przez cały okres eksploatacji pomieszczenia 2. Efektywność energetyczna - redukcja kosztów bieżących 1. Koordynacja elementów i optymalizacja systemu 2. Monitorowanie warunków roboczych serwera (kolokacja) 3. Integracja z zewnętrznym agregatem chłodniczym. 4. Komunikacja z systemami BMS 1. Redukcja kosztów bieżących 2. Monitorowanie warunków roboczych serwera (kolokacja) 3. Zdalne monitorowanie 25