Построение систем кондиционирования в ЦОД – частые ошибки

Специфический ЦОДЦОД - центры особенностей обработки специфических требований при проектировании.  Эти решения объективных данных нужных в первую очередь для заказчика, в которые входят различные необходимые расчёты от подбора оборудования, его мощности и правильной установки вплоть для успешного построения проекта. Задача ЦОД правильно и точно всё рассчитать, учесть все необходимые нюансы и спланировать размещение на нужной площади необходимого холодильного оборудования, спроектировать систему вентиляции и кондиционирования и сделать всё это нужно на должном уровне. В перечень особенностей кондиционирования в дата центрах входят все нюансы его работы: начиная с учёта равномерного распределение воздуха, избегая высоких тепловых избытков, учёт резерва и зимнего режима. Причём при установке любого климатического оборудования условия применения безусловно разные и подходы для всех инженерных проектов должны быть свои индивидуальные для каждого задания. Например: в проектах для домов и коттеджей главная цель обеспечение тишины и сохранить дизайн и интерьер, в магазинах главной задачей является зонирование и конечно учёт технологического оборудования, а в кафе - задачи для центрального зала комфорт и удобства, для кухни лучшие климатические условия для персонала.

Дата-центры обработки данных для конкретных требований проекта.  Эти решения представляют собой объективные данные, необходимые в первую очередь заказчику, которые включают в себя различные необходимые расчеты от подбора оборудования, его мощности и правильной установки до успешного строительства объекта. Задача дата-центра - все правильно и точно рассчитать, учесть все необходимые нюансы и спланировать размещение необходимого холодильного оборудования на нужной площади, спроектировать систему вентиляции и кондиционирования и сделать все это на должном уровне. Перечень особенностей кондиционирования воздуха в дата-центрах включает в себя все нюансы его работы: начиная с учета равномерного распределения воздуха, избегая высоких тепловых излишков, с учетом резервного и зимнего режима. Кроме того, при установке любого климатического оборудования условия применения, безусловно, разные, и подходы для всех инженерных проектов должны быть индивидуальными для каждой задачи. Например: в проектах для домов и коттеджей основной целью является обеспечение душевного спокойствия и сохранение дизайна, стиля. В магазинах основной задачей является зонирование и конечно же с учетом технологического оснащения. А для кафе - задачи для центрального зала и комфорта, для кухни - наилучшие климатические условия для персонала.

Ошибка 1

Минимум специалистов для создания проекта ЦОД

У заказчика и генподрядчика есть особое желание сэкономить на расходах – оптимально использовать свой бюджет. Поэтому они находят самые дешевые проектные организации, которые не имеют простого опыта и не имеют завершенных проектов в этой области дата-центра. В принципе, вы можете сократить расходы, но сможете ли вы создать правильный проект - это вопрос, на который нужно ответить. Среднерыночная удельная стоимость проектирования инженерных систем в дата-центре всего на 10-30% выше, но, как говорится, отличный результат. Неверно выбранный путь экономии может привести к плохому - скупой платит дважды.

 Поэтому при выборе дата-центра - проектной организации необходимо обращать внимание на то, имеет ли он успешный опыт создания проектов. Различные центры обработки данных имеют свои собственные подходы к проектированию, и, конечно, вы должны выбрать правильный.

Ошибка 2

Минимальный срок изготовления проекта в ЦОД

Детальная разработка и проектирование требует времени и столько же времени, сколько требуется для получения полного и правильного проекта в результате. На проектирование одной серверной комнаты уходит около месяца, в то время как крупные проекты занимают до полугода, в зависимости от их сложности. Речь идет о проектной документации на все инженерные системы: электроснабжение и безопасность, охлаждение и автоматику, размещение ИТ-инфраструктур, причем необходимо учитывать взаимосвязь при совместной работе в процессе эксплуатации и многие другие технические особенности и нюансы. Согласитесь, что все эти процедуры требуют много времени и конечно же быстрый проект - это плохой результат. Это приводит к выводу, что проект требует временных рамок, которые позволят разработать правильную техническую концепцию, увязать системы, учесть итоговые показатели и все предложения и замечания заказчика.

проект цод

Ошибка 3

Изменения в проект – требуют дополнительного времени

Если технические требования к проектированию изменились или есть срочные реализации - изменения от заказчика на финальной стадии, практически готовый проект. Клиент должен понять и выполнить его ТЗ, но вы не можете изменить все мгновенно в проекте. Когда появляются новые факторы и изменения, а это новый проект и необходимое для этого решения новое время. Специалист может с уверенностью сказать, что именно так происходят простые, порой глупые ошибки из-за быстрых изменений в проекте. При таких форс-мажорных обстоятельствах время выполнения проекта и дата его выдачи резко меняются.

Ошибка 4

В помещение учли не все тепловые избытки

тепловые избыткиНачинающие инженеры говорят: "сумма мощности кондиционеров должна быть равна сумме мощности ИТ - оборудования в машинном отделении". Но более точные расчеты приобретенного климатического оборудования при подготовке рабочего проекта показывают, что не следует забывать и об оставшихся в наличии тепловых потоках, поступающих через ограждения от вентиляторов и осветительных приборов. А избыток тепла зависит от площади и территории, где установлены серверы, а также вентиляторы и освещение. И эти тепловые потоки надо учитывать, никто их не отменял.

 

Ошибка 5

Не правильно подсчитали холодопроизводительность кондиционера

В то время как в спецификации прецизионных кондиционеров воздуха указывались два важных значения: явная и полная холодопроизводительность, инженеры теперь знали, что им нужна чистая холодопроизводительность при расчете для проектов. Сейчас, в последнее время, производители кондиционеров указывают в отдельной строке только одно значение - чистую холодопроизводительность.

Мощность системы охлаждения определяют по суммированию двух явных холодильных мощностей, а это неправильно.

Дело в том, что мощные прецизионные кондиционеры оснащены мощными вентиляторами, которые фактически являются избытком тепла в помещениях, и это не учитывается. Причем нужно учитывать холодопроизводительность кондиционера, которая равна явной холодопроизводительности минус мощность вентилятора - это и будет чистая холодопроизводительность, и правильное решение проблемы. Такие погрешности часто составляют от 3 до 6% от среднего значения и в результате мощность 1 МВт не достигает 50 кВт холода.

Ошибка 6

Оборудования ИТ не всегда работает на 100%

При расчете систем кондиционирования воздуха, например, в дата-центре, они берут 300 стоек по 6 кВт каждая и получают мощность 1,8 МВт. Эта цифра учитывается, но на самом деле далеко не все ИТ - оборудование работает на полную мощность. В дата-центре, при загрузке оборудования, 100% работ не выполняется и объем загрузки зависит от времени суток: день - больше, ночь - меньше.

Если нет информации от заказчика о загрузке ИТ - оборудования, то берем = 80% для загрузки и делаем расчет, умножаем мощность 1,8 МВт на 80% и получаем 1,44 МВт - мощность системы охлаждения.

В дата-центрах есть один нюанс - процесс заполнения его оборудованием занимает очень много времени, а период выхода проекта в рабочий режим растягивается надолго - от полугода до полутора лет. В течение этого длительного времени система охлаждения работает с низкой тепловой нагрузкой и в целях экономии энергоресурсов систем охлаждения необходимо обеспечить режим частичного охлаждения с минимальной холодопроизводительностью.

Ошибка 7

ИБП – тоже выделяют тепло

ИБП в ЦОДУстановили, что в дата центрах ИТ оборудование имеет избытки тепла, но и источники, от которых они питаются – ИБП (источники бесперебойного питания), тоже имеют высокие тепло избытки. У современных ИБП, КПД = 96% а, остальные 4% мощности превратились в тепло до того как мощность дойдёт до серверов - это уже тепло избытки, которые необходимо отвести от систем кондиционирования в ЦОД. Эту ошибку можно встретить, на этапе концептуального проектирования. Следуя логики рассуждений для ЦОД мощностью в 1000 кВт нужна охлаждающая система холодильной мощности в1000 кВт для этого специалисты инженеры берут 10 кондиционеров по 100кВт холодильной мощности каждый и тут при расчётах получается от каждого кондиционера отходит по 4% х 10 = 40 кВт тепла которое выделит ИБП -  избыток о котором идёт речь.

Ошибка 8

Экономия – не всегда хорошо. Выбирайте проверенный бренд

Вот произведены необходимые расчёты и определена мощность необходимого оборудования. Встаёт вопрос: «Где купить кондиционеры», ответ: «У производителей только качественной продукции» на качестве товара экономить просто не надо. Есть представительства в России, где предлагают качественные отличные модели и запчасти и инструменты и приспособления для их установки. Рисковать из-за наименьшей стоимости не стоит. Выбирая дешёвое оборудование или поставщиков необходимо убедиться в его компетентности, а не покупать без оглядки по предложенной низкой цене, не задумываясь о многих нужных факторах. Где потом брать комплектующие и запчасти, если что то выйдет из строя. И сколько их ждать доставки из Китая или Европы. Надо чтобы поставщик смог обеспечить быстрый и качественный ремонт прецизионных кондиционеров.

В центре ОД любая поломка не является аварийной, а простой штатной ситуацией. Специалист выезжает на объект, анализирует неисправность и закупает у поставщика то, что нужно без всяких проблем и не допустимо, чтобы ремонт длился долго.

Ошибка 9

Не забудьте про зиму

Летом и зимой в помещения поступают теплопритоки, но на больших объектах зимние тепловые потери сильно превышают допустимые значения, создаются системы отопления. А в ЦОД круглый год теплопритоки очень велики и зимних потерь нет и залы для оборудования в ЦОД нужно охлаждать даже зимой. Значит для систем кондиционирования в ЦОД нужно спроектировать круглогодичную систему охлаждения. Для фреоновых кондиционеров по параметрам Москвы 40 градусов по С и на эту температуру необходимо предусмотреть зимние низкотемпературные комплекты. Для водяных систем фрикулинг – режим и гликолевый раствор для чиллерной системы.

Ошибка 10

Близкое размещение кондиционеров к напольным решёткам

В машинном отделении дата-центра наибольший риск перегрева, как ни странно, возникает в стойках, расположенных близко к кондиционеру, а не в дальних. Дело здесь в том, что нарушается физическая основа распределения воздуха. Воздух выдувается из кондиционера с большой скоростью, и получается, что в конец зала поступает больше воздуха и там образуется кинетическая энергия, которая преобразуется в потенциальную энергию - следовательно, скорость воздуха увеличивает его давление. А давление воздуха под полом зависит от его прохождения через напольные решетки в холодные коридоры. Так что если давление в дальнем углу выше, то воздух там выходит более интенсивно из-под пола. На ближайших стеллажах воздух буквально скачет быстро и, благодаря эффекту выброса, высасывает воздух из помещения.

Исходя из этого результата, необходимо установить кондиционеры с отступающими напольными решетками 1200 мм = два фальшпола, а еще правильнее и правильнее нужно отступить на 1500 -1700 мм. Например, если глубина установки кондиционера составляет 800 мм, то до 2 плиток остается 400 мм и + 2 целых плитки = 1600 мм достаточное расстояние, хороший широкий проход для снижения скорости воздуха под фальшполом.

Ошибка 11

Отсутствие зонирования и неверная архитектура СКВ

Для этого используются кондиционеры разных типов моделей, стеллажи любой вместимости.  Кабинетные кондиционеры хороши для охлаждения стоек мощностью до 7 кВт без дополнительных решений. Рекомендуется изолировать один холодный или горячий коридор в дата – центре, в современном решении-горячий. Встроенные кондиционеры могут эффективно справляться с избыточным теплом до 30 кВт и более на одну стойку. Архитектура систем охлаждения в машинных отделениях должна соответствовать любой вместимости стеллажей и должна быть равномерно распределена по всему залу высоконагруженных стеллажей или разбита на отдельные кластеры для принятия специальных решений по их охлаждению.

Ошибка 12

Сервисные зоны оборудования и арматура

В существующих дата-центрах возникают проблемы с зонами обслуживания, так как свободные углы машинных залов забиты всем лишним и ненужным в других зданиях. Из-за всего этого открыть двери и подойти к кондиционеру-проблема. То же самое относится и к новым объектам.

Для решения этой проблемы необходим более широкий подход. Зона обслуживания вокруг агрегатов должна располагаться на лицевой стороне кондиционера и быть равна базовой площади устанавливаемого оборудования и должна иметь свободный подход, возможность предоставляться в любое время для использования или замены в критической ситуации. Соблюдая общие правила и требования по размещению кондиционеров, клапанов, насосов, датчиков, измерительных приборов и других элементов системы, очень важно, чтобы каждый из них имел соответствующие зоны обслуживания и их идеальное расположение на удобной высоте от 800мм до 2000мм от пола.

Ошибка 13

Кондиционеры и их комплектация

Покупая кондиционеры, необходимо заказать все необходимое, в предлагаемом комплекте от производителя, весь перечень дополнительного оборудования, регулируемую рамку основания, дисплей - контроллер, в компьютерном зале необходимы два кондиционера с дисплеями и контроллерами один работает, другой запасной - на всякий случай.

Удаленный графический дисплей необходим для прецизионных сплит-систем для контроля рабочих параметров системы в удобном месте.

Увлажнителя пара обычно хватает на несколько блоков, чтобы поддерживать необходимую влажность в центре обработки данных.

Рекомендуется заказать стандартный датчик для контроля утечек, а не беспокоиться о том, как их контролировать.

Ошибка 14

Основания и рамы для чиллеров и насосов

Каркасы и все основания для установки оборудования проектируются и разрабатываются конструкторами для металлоконструкций. Поэтому в проекте систем кондиционирования ЦОД требуется отдельный лист для разработки строительных работ – это каркасы и основания для чиллеров, а также необходимые устройства и основания для насосов, для выносных конденсаторов и другого оборудования, подлежащего утяжелению, все места для опорных пунктов и выделения площадей для технического обслуживания. Также следует включить в строительный лист все необходимые отверстия размером 600 x 600 мм и более, которые необходимо пробить для прокладки коммуникаций или уже существующих, оставленных строителями здания. Штамповка должна выполняться специалистами, обладающими специальными навыками и специальными инструментами.

В данной статье перечислены наиболее распространенные ошибки при создании проектов холодильных систем в дата-центре, которым при должном внимании уделяется больше внимания, тогда Ваш проект будет более успешным.