Endüstriyel Boyutlandırma Çözümleri: Sunucu Odası Soğutması için Trotec PT 23000 S

Termal tasarım noktasını aşan bir sunucu odası kademeli olarak arızalanmaz. Aniden arızalanır: bir DIMM modülü bağlantı sıcaklığı sınırına ulaşır, performansının yüzde 30'una kısılır ve desteklediği uygulama zaman aşımına girer. İki dakika sonra bitişik sunucudaki depolama denetleyicisi de aynısını yapar. İzleme panosu kırmızıya döndüğünde, hasar zaten oluşmuş olabilir — modern ekipmanın termal kısıtlamayla koruduğu donanıma değil, tam kapasitede kalmasına bağlı olan hizmetlere.

Trotec PT 23000 S, tam olarak bu ortam için tasarlanmış ticari sınıf bir taşınabilir nokta soğutucusudur: sabit CRAC (bilgisayar odası klimatizasyonu) altyapısının ya var olmadığı, ya arızalandığı ya da bakım pencerelerinde taşınabilir bir takviye gerektiren, sınırlı alanlarda yüksek yoğunluklu ısı yükleri. PT 23000 S gibi bir üniteyi boyutlandırmayı, konuşlandırmayı ve yedekliliğini planlamayı anlamak, çoğu taşınabilir klima alıcısının aşina olduğu konut soğutma boyutlandırmasından farklı hesaplamalar gerektirir.

Trotec PT 23000 S nedir ve onu konut taşınabilir klimalarından ne ayırır?

Trotec PT 23000 S, yaklaşık 23.000 BTU/h (kabaca 6,7 kW) soğutma çıkışı için derecelendirilmiş, yüksek duyulur ısı yüklerine sahip ticari ortamlarda sürekli çalışma için tasarlanmış büyük kapasiteli bir taşınabilir nokta soğutucusudur. Konut taşınabilir klimaları toz açısından hafif ortamlarda günde 8 ila 12 saatlik döngüsel kullanım için tasarlanmışken, PT 23000 S sunucu odalarında, baskı ve üretim alanlarında ve geçici çalışma bölmelerinde 7/24 çalışma için üretilmiştir — sürekli yüksek ısı çıkışı, yüksek havadaki partikül madde ve plansız kesinti toleransı olmayan ortamlar.

Konut ünitelerinden temel farklar şunları içerir: sürekli tam yük çalışması için boyutlandırılmış daha yüksek kapasiteli bir kompresör ve ısı eşanjörü; egzoz ısısını soğutulan alandan dışarı yönlendiren esnek kanala bağlanmak üzere tasarlanmış kanallı sıcak hava tahliyesi; yoğun elektronik yükleri soğutmanın ürettiği sürekli yüksek yoğuşma oranlarını işleyebilen bir yoğuşma yönetim sistemi; ve ticari ortamlarda tekrarlanan yeniden konumlandırma için derecelendirilmiş güçlendirilmiş bir gövde. Elektrik besleme gereksinimi — tipik olarak 230 V'ta 16 A tek fazlı — standart ticari priz spesifikasyonu içindedir ancak evsel bir 13 A prizin sürekli sağlayabileceğinin üzerindedir.

Bir sunucu odası için soğutma gereksinimini nasıl hesaplarsınız?

Sunucu odası ısı yükü hesaplaması basit bir özdeşlikle başlar: bir BT alanına giren her watt elektrik gücü, ısı olarak çıkar. PSU girişinde 400 W elektrik tüketen bir sunucu, oda içinde 400 W ısı üretir. Her biri 400 W olan yirmi sunucudan oluşan bir raf 8.000 W (8 kW) ısı üretir. Bu, herhangi bir BT alanındaki baskın yüktür ve tamamen kurulu ekipmanın toplam elektrik tüketimini ölçerek veya belirterek belirlenir — sunucuların yayınlanan termal tasarım noktalarının BTU kapasitesiyle değil.

Bu temel BT yüküne, ikincil ısı kaynaklarını ekleyin: aydınlatma (LED donanımlı sunucu odaları için tipik olarak metrekare başına 5 ila 15 W), insanlar (bulunan kişi başına yaklaşık 100 W) ve bina zarfından iletilen ısı (belirli yapı için standart U-değeri ve alan yöntemleriyle hesaplanır). BT yükünün baskın olduğu çoğu küçük ila orta ölçekli sunucu odası için, bu ikincil kaynaklar toplama yüzde 5 ila 15 ekler. Ölçülen BT yükünün 1,15 katı olan muhafazakâr bir planlama faktörü, gereken minimum soğutma kapasitesini verir.

Veri merkezi ekipmanı için ASHRAE termal yönergeleri (ASHRAE Teknik Komitesi 9.9, Veri Merkezi Ortamları için Yönergeler, 2021), Sınıf A2 ekipmanı (en yaygın sunucu sınıflandırması) için 18 ila 27°C önerilen giriş havası sıcaklıklarını, yüzde 20 ila 80 bağıl nem arasında izin verilen giriş havası nemiyle birlikte belirtir. Bu kısıtlamalar, soğutma sisteminin çıkış spesifikasyonunu tanımlar: ekipman girişlerine 18 ila 22°C'de hava verin ve bu sıcaklığı tam tasarım BT ısı yükü altında koruyun.

Tablodaki N+1 gösterimi, yedeklilik tasarımına atıfta bulunur: N ünite gereken soğutma kapasitesini sağlar ve tek bir arızalı üniteyi hizmet kesintisi olmadan değiştirmek için bir ek ünite mevcuttur. N+1, planlı veya plansız soğutma bakımının kesinti olarak tolere edilemeyeceği herhangi bir sunucu odası için minimum yedeklilik standardıdır. Yaklaşık 6,7 kW soğutmadaki Trotec PT 23000 S için, 7,5 kW'lık bir BT yükü N+1'e ulaşmak için iki ünite gerektirir — biri çalışan, biri beklemede.

Bir sunucu odasında taşınabilir bir nokta soğutucusunu nasıl doğru konumlandırırsınız?

PT 23000 S, soğuk havayı yönlü bir çıkıştan tahliye eder ve sıcak yoğuşturucu havasını arkadaki bir kanal bağlantısından dışarı atar. Egzoz kanalı, atılan ısının sunucu odasına geri dönmesini ve soğutma etkisini yok etmesini önlemek için soğutulan alanın dışına yönlendirilmelidir — bir tavan karosundan, bir duvar geçişinden veya bir kapı boşluğundan. Bu, en yaygın konuşlandırma hatasıdır: soğuttuğu odaya sıcak hava tahliye eden, kanalsız veya kısmen kanallı bir taşınabilir nokta soğutucusu, tam elektrik gücü tüketirken sıfır net soğutma sağlar.

Sıcak koridor/soğuk koridor izolasyonu kullanan sunucu odaları için (raf yüzü yönlendirmesini değiştirerek ekipman giriş hava akışını egzoz hava akışından ayıran bir düzen stratejisi), PT 23000 S soğuk hava çıkışı soğuk koridora — sunucu giriş yüzlerinin bulunduğu koridor — yönlendirilmelidir. Sıcak egzoz kanalı, sıcak koridor izolasyonunun içinden veya üzerinden binanın hava işleme sistemine ya da doğrudan dışarıya geçmelidir. Bu konuşlandırma, nokta soğutucusunun sunucuların çektiği hava akımını tam olarak beslemesine olanak tanır ve soğutma kapasitesinin ekipman girişlerine ulaşan kısmını en üst düzeye çıkarır.

Uç durum: arızalı bir sabit CRAC ünitesi için acil N+1 olarak taşınabilir soğutma

Birçok kuruluşta ticari bir taşınabilir nokta soğutucusu için en yüksek değerli kullanım senaryosu, birincil soğutma değil, acil yedekliliktir. Tek bir sabit CRAC ünitesine sahip bir veri merkezi veya sunucu odasının gizli bir N+1 açığı vardır: CRAC arızalanırsa, yedek yoktur. Yakındaki bir ekipman odasında depolanan, sunucu odasının egzoz yoluna ulaşacak şekilde önceden ölçülmüş esnek bir egzoz kanalına sahip bir Trotec PT 23000 S veya eşdeğer ticari taşınabilir ünite, CRAC onarılırken kritik hizmetleri sürdürmek için gereken soğutmayı geri kazandırmak üzere 10 ila 20 dakikada konuşlandırılabilir. Taşınabilir ünitenin sermaye maliyeti (ticari sınıf kapasite için tipik olarak 2.000 ila 4.000 €), ticari bir BT ortamında bir saat bile süren bir hizmet kesintisinin maliyetine göre küçüktür. Taşınabilir ünitenin egzoz kanalını, orijinal sunucu odası inşası sırasında kurulan özel bir kanaldan yönlendiren kuruluşlar, beş dakikanın altında acil konuşlandırma sağlayabilir — herhangi bir termal kısıtlama olayının hizmet katmanına ulaşmasını önleyen bir yanıt süresi.

PT 23000 S için elektrik ve altyapı gereksinimleri nelerdir?

PT 23000 S, başlangıçtaki motor akım darbesini karşılamak için ideal olarak Tip C MCB ile korunan bir devreden özel bir 16 A tek fazlı 230 V besleme gerektirir. BT ekipmanı için UPS (kesintisiz güç kaynağı — şebeke arızası sırasında çıkışı sürdüren pil destekli güç dönüşümü) kapsamına sahip bir sunucu odasında, soğutmanın bir şebeke kesintisi sırasında çalışmasını sürdürmesi isteniyorsa, taşınabilir soğutucunun beslemesi de UPS destekli güçten beslenmelidir. Yaklaşık 2,2 kW giriş gücündeki 6,7 kW'lık bir soğutma ünitesi, hem BT yükünü hem de soğutma yükünü aynı anda sürdürmek için yeterli kapasiteye sahip bir UPS gerektirir.

Yoğuşma yönetimi ikinci bir altyapı hususudur. PT 23000 S, bir sunucu odası ortamında işlediği büyük gizli ısı yükünden önemli miktarda yoğuşma suyu üretir (elektronikler düşük nemli egzoz ısısı üretir, ancak soğutma sürecinin kendisi havadaki nemi yoğunlaştırır). Ünite ya sürekli bir yerçekimi tahliyesine bağlanmalı ya da yakındaki bir zemin tahliyesine yönlendirilen entegre bir yoğuşma pompası ve tahliye hattıyla donatılmalıdır. Yoğuşma tankının dolmasına ve tam şamandıra kapanmasını tetiklemesine izin vermek, kritik bir soğutma rolünde konuşlandırılan bir ünite için kabul edilebilir değildir — tank dolduğunda, tam olarak soğutmaya en çok ihtiyaç duyulduğunda ünite otomatik olarak kapanır.

r/AskEngineers'daki küçük veri merkezi soğutması tartışmalarında mühendisler, ticari sunucu odaları için taşınabilir nokta soğutucularını kurulu ekipmanın etiket kapasitesi yerine toplam ölçülen BT yükünün yüzde 120 ila 130'unda boyutlandırmayı sürekli olarak önerir; bu, gelecekteki yük büyümesini ve spesifikasyon sayfası hesaplamalarının sıklıkla gözden kaçırdığı ikincil ısı kaynaklarını doğru bir şekilde hesaba katar.

Ticari taşınabilir soğutma, sabit CRAC yatırımına kıyasla nasıldır?

Kararlı BT yüklerine sahip kalıcı küçük sunucu odaları için, sabit bir CRAC ünitesi genellikle birincil soğutma hizmetinde taşınabilir bir üniteden daha iyi uzun vadeli değer sağlar: sabit üniteler daha yüksek COP'ye (daha büyük, daha verimli ısı eşanjörleri kullanabildikleri için), daha düşük gürültüye ve odaya tasarlanmış özel besleme ve dönüş hava yollarına sahiptir. PT 23000 S ve benzer ticari taşınabilir üniteler farklı bir ekonomik niş hizmet eder: sabit altyapı yatırımının haklı çıkarılamayacağı senaryolar (geçici konuşlandırmalar, kiralık tesisler, kavram kanıtı BT ortamları) ya da hızlı konuşlandırma hızının kalıcı kurulumun verimlilik ve maliyet avantajlarından daha ağır bastığı durumlar.

Zaten sabit soğutmaya sahip olan ve taşınabilir üniteleri yalnızca N+1 yedekliliği için değerlendiren kuruluşlar için maliyet hesabı basittir: taşınabilir ünitenin yalnızca bir CRAC onarım olayı süresince çalışması gerekir, sürekli değil. Sabit üniteye kıyasla daha düşük COP'si bir acil durum sırasında önemli değildir; yedek bir CRAC'ı tedarik etmek ve kurmak için gereken haftalar yerine dakikalar içinde çalışabilir olması tamamen önemlidir.

Trotec PT 23000 S gibi yüksek kapasiteli ticari taşınabilir soğutma üniteleri, stok seviyelerinin tüketici taşınabilir klima segmentindekinden daha kararlı olduğu uzman bir pazara hizmet eder. Tüketici sınıfı taşınabilir split üniteler — Midea PortaSplit ve eşdeğer Avrupa mobil split modelleri — yaz sıcak hava dalgaları sırasında çok daha agresif talep artışlarıyla karşı karşıya kalır ve büyük perakendecilerde stokta göründükten saatler içinde tükenir.