Kako izbrati ahu za računalniška središča

Razumevanje vrst AHU: CRAC proti CRAH za hlajenje v računalniških središčih

Osnovne razlike med enotami CRAC in CRAH pri obratovanju in konstrukciji

Hladilni pristopi, ki jih uporabljajo klimatske naprave za računalniške sobe (CRAC) in zračni obralniki za računalniške sobe (CRAH), se med seboj precej razlikujejo. Tradicionalne enote CRAC delujejo podobno kot običajne klimatske naprave, pri čemer uporabljajo kompresijski cikel hladiva. Postopek vključuje hladnejše hladivo, ki prevzame toploto iz vročega izpušnega zraka strežnikov. Naproti temu sistemi CRAH uporabljajo drugačen pristop s hladilnimi cevmi s hladno vodo. Ko zrak prehaja čez te tuljave, se ohladi, ne da bi na dejanskem mestu potrebovali kroženje hladiva. Zanimivo je, da se CRAH lahko neposredno povežejo na centralne hladilne postrojbe, kar jih naredi skupaj bolj energetsko učinkovite. Če pogledamo podatke o termalni učinkovitosti, ugotovimo, da sistemi CRAC porabijo približno 30 % več moči za vsako tono hladjenja, ki jo zagotavljajo. Zato mnogi podatkovni centri izberejo rešitve CRAH za delovanje velikih operacij, kjer je najpomembnejša učinkovitost.

Uporabni scenariji: Kdaj izbrati CRAC ali CRAH v podatkovnih centrih

Za manjše sobe s strežniki, ki ne presegajo zmogljivosti 500 kW, se enote CRAC odlično obnesijo, saj jih je lažje namestiti in imajo nižje začetne stroške, kar jih naredi odlično izbiro pri nadgradnji starejših objektov. Nasprotno pa sistemi CRAH zahtevajo večjo začetno naložbo, a odlično delujejo v večjih računalniških centrih, kjer poraba energije presega 1 megavat. Ti sistemи z vodo hlajenja veliko bolje obravnavajo goste konfiguracije strežnikov kot alternativni sistemi na podlagi zraka, še posebej kadar gre za gostoto omar od 15 do 30 kilovatov na površino omare. Prihranki pri vzdrževanju in računih za električno energijo v času pogosto upravičijo višjo nakupno ceno. Nekatera podjetja imajo uspeh tudi pri mešanih pristopih. Sistemom CRAH pustijo, da krijejo redovne potrebe po hlajenju, medtem ko enote CRAC hranijo v pripravljenosti za obdobja intenzivne rabe, ko je potrebna dodatna moč hlajenja. Ta vrsta nastavitve podjetjem omogoča prostor za rast in prilagoditev, ko se spreminjajo zahteve glede računalništva.

Integracija enot za pripravo zraka z drugimi sestavinami HVAC v okoljih računalniških centrov

Dobivanje dobrih rezultatov iz enot za pripravo zraka je odvisno predvsem od tega, kako dobro so povezane s preostalimi sistemi. Oprema CRAC in CRAH deluje najbolje, ko je del pametnih sistemov za upravljanje zračnega toka, kot so sistemi za ločevanje vročih in hladnih vod, o katerih vsi govorijo. Po podatkih raziskav ASHRAE lahko ti načini ločevanja povečajo učinkovitost hlajenja v računalniških centrih za 25 % do 40 %. Te enote ne delujejo izolirano. Morajo komunicirati s sistemom avtomatizacije stavbe, da lahko operaterji dinamično prilagajajo pogoje. Enote CRAH se običajno povežejo s sistemi hladne vode in hladilnimi stolpi, medtem ko se CRAC-ovi običajno priključijo na kondenzacijske zanke. Ko je vse ustrezno povezano, opazimo boljšo konstantnost temperature po celotnem strežniškem območju, zmanjšano porabo energije ter ohranjanje kritičnih temperaturnih pogojev, od katerih je zanesljiva delovanje strežnikov odvisno.

Z zagotavljanjem zanesljivosti in podvojenosti za neprekinjen delovanje podatkovnega centra

Oblikovanje sistemov AHU za visoko razpoložljivost in odpornost na napake

Podatkovna središča, zasnovana za visoko razpoložljivost, ponavadi uporabljajo konfiguracije redundance N+1 ali 2N v enotah za ravnanje z zrakom (AHU), da se hlajenje nadaljuje tudi v primeru okvare. Ko glavni sestavni del sistema odpove, rezervne enote samodejno prevzamejo delo, da se prepreči pregrevanje. Objekti, uvrščeni v razred Tier III ali IV, običajno ohranjajo približno 99,98 % do skoraj 99,995 % obratovalnega časa zaradi takšnih nastavitev, kar podjetjem prihrani milijone, saj vsaka ura nedelovanja lahko stane več kot milijon dolarjev. Med pomembne komponente spadajo ventilatorji in kompresorji, ki jih napajata dva ločena vira, kanali za tok zraka, ločeni za izolacijo težav, ter senzorji, ki nenehno spremljajo delovanje vsega sistema. Vsi ti deli delujejo skupaj, da ustvarijo sisteme, ki prenesejo okvare, hkrati pa omogočajo tehnikom izvajanje popravil brez popolnega zaustavitve obratovanja.

Usklajevanje redundantnosti z energijsko učinkovitostjo v konfiguracijah AHU

Pravilno zagotavljanje rezervnosti, ne da bi pri tem žrtvovali energetsko učinkovitost, je nekaj, s čimer se vodje objektov soočajo vsak dan. Variabilni frekvenčni pogoni, imenovani tudi VFD, so postali prelomnica na tem področju. Ti naprave lahko dejansko upočasnijo ventilatorje, kadar je potreba po hlajenju manjša, kar zmanjša porabo energije za 25 % do 30 % v obdobjih z nižjo obremenitvijo. Modulne konstrukcije enot za pripravo zraka ponujajo še eno rešitev. Pri teh sistemih delujejo le tisti komponenti, ki so potrebni, ko se obremenitev povečuje, kar ohranja dodatni nivo varnosti, imenovan N+1 rezervnost, hkrati pa omogoča učinkovito upravljanje porabe energije, znano tudi kot PUE (power usage effectiveness), za vse, ki še niso slišali za ta izraz. Pametni sistemi nadzora korake naprej tako, da vključijo rezervno opremo le takrat, ko temperature začnejo presegati varne meje. Objekti, ki uvedejo vse te strategije skupaj, praviloma beležijo opazna izboljšanja. Nekateri najboljši podatkovni centri trenutno poročajo o vrednostih PUE pod 1,2, kar je zelo impresivno, glede na to, da se povprečne vrednosti v panogi gibljejo okoli 1,6 ali več.

Optimizacija energetske učinkovitosti in PUE z izbiro strategije AHU

Kako izbira AHU vpliva na učinkovitost porabe energije (PUE)

Izbira enot za pripravo zraka ima velik vpliv na učinkovitost porabe energije (PUE), ki meri, koliko skupne energije objekta se porabi za napajanje IT opreme v primerjavi s preostalim. Hladilni sistemi sami po sebi porabijo približno 30 do 40 odstotkov celotnega energetskega proračuna. Zato je uporaba kakovostnih AHU enot s frekvenčnimi regulatorji in elektronsko komutiranimi ventilatorji tako pomembna. Te enote lahko v nekaterih primerih zmanjšajo dodatno porabo energije skoraj za tretjino. Ko tok zraka ustreza mestom, kjer se toplota oddaja v omarah strežnikov, veliki kompresorji niso pogosto potrebni, kar seveda varčuje z energijo. Za vsakih deset odstotkov zmanjšanja hladilnih potreb običajno opazimo izboljšanje PUE rezultata za približno 0,07. Pametna razporeditev teh enot za pripravo zraka po podatkovnih centrih prinaša dejansko varčevanje s sredstvi, ne da bi pri tem ogrozili vzdrževanje varnih obratovalnih temperatur.

Primer primera: Visoko učinkovite AHU enote, ki zmanjšujejo PUE v podatkovnih centrih ranga III

Določen center podatkovnega omrežja tretje ravni je uspel zmanjšati svoj koeficient porabe električne energije (PUE) s 1,62 na 1,35 v samo 18 mesecih po nakupu novih enot za pripravo zraka. Kaj je naredilo razliko? Namestili so enote opremljene s frekvenčnimi regulatorji, uvedli pametne sisteme umetne inteligence, ki prilagajajo hlajenje dejanski obremenitvi strežnikov v vsakem trenutku, ter tesno zaprli poti toku zraka, da se hladni in topli zrak ne bi mešala. Številke prav tako govorijo zelo izrazito: poraba energije za hlajenje se je zmanjšala za skoraj 28 %, kar letno prihrani več kot 240.000 dolarjev, hkrati pa so zmanjšali emisije ogljikovega dioksida za količino, ki ustreza odstranitvi 85 osebnih vozil s krajevnih cest. Vse to so dosegli, hkrati ko so ohranili ključno zahtevo po 99,982 % obratovalnem času. Jasno je torej, da vlaganje v učinkovito tehnologijo AHU-jev v sodobnih objektih ni le koristno za poslovne rezultate, temveč izredno pozitivno vpliva tudi na okolje.

Dimenzioniranje, razširljivost in načrtovanje prostora za prihodnjo namestitev reguliranih enot zraka

Pravilno dimenzioniranje reguliranih enot zraka za trenutne in prihodnje obremenitve hlajenja podatkovnih centrov

Če želimo preprečiti zapravljanje energije in ohraniti nemoten obrat, je bistvenega pomena, da imamo za naprave za obdelavo zraka ustrezno velikost. Ko so AHU preveliki, se ves čas vklopijo in izklopijo, kar jih dejansko naredi manj učinkovite. Po drugi strani pa, enote, ki so premajhne, ne morejo prenesti toplote, ko povpraševanje narašča, kar vodi do morebitnih okvar sistema. Pravilno oblikovanje velikosti zahteva, da pogledamo, kaj IT oprema trenutno izdeluje, in kam bi lahko šla v naslednjih nekaj letih. Gostišča so v teh dneh stalno naraščala, nekateri so presegali 20 kW na stojalnik. Prav tako moramo upoštevati zahteve glede redundancije, kot so konfiguracije N+1. S sistemi za spremljanje v realnem času lahko upravljavci objektov ujemajo svojo zmogljivost hlajenja z dejanskimi vzorci povpraševanja. Ta pristop običajno zmanjšuje kapitalske izdatke za 15 do 30% in hkrati ohranja učinkovitost obratovanja, ne glede na to, ali so obremenitve lahke ali težke.

Modularne konstrukcije ZRU za reševanje omejitev prostora in podporo razširljivosti

Modularni sistemi ZRU ponujajo kompaktne in razširljive možnosti, ki odlično delujejo, kadar je prostor omejen ali ko se objekti razvijajo. Delavnice preizkušene enote je mogoče namestiti stopnjevano. Prvi moduli pokrijejo osnovne zahteve, dodatne enote pa se kasneje dodajo, ko se obremenitev poveča. To, kar te sisteme razlikuje, je, da vsak modul deluje samostojno, zato vzdrževanje ne pomeni zaustavitve vsega sistema. Podpirajo tudi redundanco tipa N+1 na posameznih komponentah. Standardne povezave med moduli omogočajo preprosto integracijo v obstoječe nastavitve in kasnejše nadgradnje, ko je to potrebno. Uporaba modularnega pristopa prihrani okoli 35 do 40 odstotkov časa namestitve v primerjavi s tradicionalnimi metodami. Poleg tega preprečuje podjetjem nakup opreme, ki je bistveno večja, kot je trenutna potreba, saj zmogljivost natančno ustreza dejanskim poslovnim zahtevam.

Izraba pametnih regulacij in upravljanja zračnega toka za učinkovitost ZRU

Integracija enot za kondicioniranje zraka z inteligentnimi nadzornimi sistemi (npr. IDCM) za optimizacijo v realnem času

Ko se enote za ravnanje z zrakom povežejo s pametnimi nadzornimi sistemi, kot je IDCM, lahko izvedejo prilagoditve v realnem času, ki jih danes potrebujemo bolj kot kdaj koli prej. Ti sistemi imajo v bistvu senzorje, ki opazujejo stvari, kot so temperature, vlažnost zraka v notranjosti in vzorci pretoka zraka. Na podlagi tega, kar zaznajo, avtomatsko prilagajajo hitrosti ventilatorjev in položaje zračnih zapornic, kjer je to potrebno. Kar pa jih res loči, so napovedni algoritmi, ki dejansko napoveste, kdaj bo med obdobji večje obremenitve potrebno dodatno hlajenje. Takšno napovedovanje pomaga zmanjšati skupno porabo energije za okoli 30 odstotkov, kar nakazujejo najnovejše poročila. Mnogi podatkovni centri, ki so uvedli takšne rešitve, poročajo o izboljšanju kazalca učinkovitosti porabe električne energije (PUE) s približno 1,6 na približno 1,4 v časovnem obdobju. Nadzorne rešitve, ki hitro reagirajo na spremembe, so preprosto smiselne za vse, ki želijo izboljšati učinkovitost in hkrati zagotoviti gladko delovanje pri različnih okoljskih nihanjih.

Strategije omejevanja zračnega toka za maksimalno učinkovitost hlajenja enot za kondicioniranje zraka

Ohranjanje zračnega toka s pomočjo metod, kot so izolacija vročih ali hladnih prehodov, preprečuje mešanje toplega in hladnega zraka, kar pospeši delovanje enot za ravnanje z zrakom (AHU). Ideja je preprosta: usmeritev hladnega zraka točno tja, kjer je potreben, torej na vhode opreme, hkrati pa zajemanje vročega izpušnega zraka, preden se razširi povsod. Študije kažejo, da ta pristop lahko poveča učinkovitost hlajenja med 25 % in celo 40 %. Za vse, ki želijo uvesti takšne sisteme, je več stvari, ki jih velja storiti najprej. Tesno zatesnite reže okoli kablov, namestite panelne zaklepe tam, kjer omare niso popolnoma naložene, in razmislite o nakupu tlakov, ki regulirajo tlak pod tlemi. V kombinacijo dodajte tudi pametne nadzorne sisteme, in objekti, ocenjeni kot Tier III, lahko pričakujejo približno 20-odstotne prihranke na izgubljeni energiji. Ta kombinacija deluje dobro za podatkovna središča, ki morajo obravnavati obremenitve višje gostote, ne da bi preveč porabila za stroške električne energije.

Pogosta vprašanja

Kaj pomeni AHU v sistemu HVAC?

AHU pomeni enoto za pripravo zraka, ki je pomembna komponenta v sistemih HVAC in je odgovorna za regulacijo in cirkulacijo zraka.

Kakšna je razlika med enotami CRAC in CRAH?

Enote CRAC uporabljajo hladilni krog za hlajenje zraka, medtem ko enote CRAH za hlajenje uporabljajo tuljave s hladno vodo, zaradi česar so CRAH običajno energetsko učinkovitejše.

Kdaj naj podatkovno središče izbere CRAH namesto CRAC?

Enote CRAH so idealne za večja podatkovna središča, ki zahtevajo več kot 1 megavat porabe energije, saj omogočajo boljše ravnanje s tesnimi konfiguracijami strežnikov in višjo učinkovitost.

Kaj je PUE in zakaj je pomemben?

PUE ali Učinkovitost uporabe moči meri energetsko učinkovitost podatkovnega središča in kaže, koliko energije porabijo IT-oprema v primerjavi s skupno porabo energije objekta.