klimatyzacja serwerowni -założenia

Aby dobrze dobrać klimatyzację do serwerowni należy pamiętać o następujących sprawach:                        

1. Należy założyć 100% zamianę energii elektrycznej pobieranej przez sprzęt komputerowy w energię cieplną,
2. Należy policzyć moc strat urządzeń podtrzymujących zasilanie – tzw. UPS-y – największe straty występują przy pełnym obciążeniu i jednoczesnym ładowaniu baterii po powrocie zasilania, straty te można wyliczyć z danych katalogowych urządzenia dodając 3-5% (sprawność podaje się
przy pracy z sieci nie uwzględniając strat układu ładowania baterii – typowa ładowarka ma moc około 10% mocy urządzenia, typową sprawność “ładowarki” trudno szacować – zależy ona od konstrukcji i może wynosić od 50 do 90 %),
3. Należy obliczyć zyski ciepła przenikającego od zewnątrz – przegrody (ściany, stropy, okna i.t.p)
4. Należy obliczyć straty ciepła pomieszczenia przez przegrody i ustalić temperaturę otoczenia, przy której praca klimatyzatora nie będzie
wymagana.
5. Moc chłodniczą klimatyzatora należy dobrać tak, aby mógł odprowadzić ciepło podczas największych upałów,
6. Minimalna temperatura pracy klimatyzatora w trybie chłodzenia powinna być równa (lepiej niższa) od temperatury, zewnętrznej, przy której
całe ciepło wydzielone przez urządzenia w serwerowni może być “oddane do otoczenia” w sposób naturalny,
7. Względnie pkt.6 najczęściej prowadzi do wniosku: żaden z typowych klimatyzatorów mieszkaniowych, biurowych itp. nie spełnia założonych wymagań
8. Po uwzględnieniu pkt. 1-7 w szczególności, gdy serwerownia nawet “malutka” znajduje się w “centrum” budynku dojdziemy do wniosku, że
musimy chłodzić przy temperaturze zewnętrznej 35 st. C i przy -15 st. C, które z typowych wspomnianych wcześniej klimatyzatorów to potrafią ?
myślę, że lista jest krótka lub “zerowa” – pojawiają się problemy z:
a/ “startem sprężarki w klimatyzatorach “on-off” - eliminowane tzw. “zestawem zimowymy”, wskład którego “wchodzi” grzałka kartera(u)
sprężarki (kompresora) – problem zmniejszenia gęstości oleju i umożliwienie rozruchu w niskich temperaturach – należy zauważyć, że
typowy “kompresor” w klimatyzatorze małej mocy jest napędzany silnikiem asynchronicznym 1-fazowym – silnik taki “z definicji” charakteryzuje się niewielkim momentem rozruchowym,
             
W klimatyzatorach mogących pracować jako pompa ciepła nie powinniśmy mieć problemu z rozruchem (z gęstością oleju) oczywiście nieznaczne podgrzanie kartera powinno pomóc,
b/ zbyt dużym “przechłodzeniem” czynnika chłodniczego – eliminowany przez regulację prędkości kątowej (obrotowej) wentylatora – fajne,
ale typowy napęd wentylatora chłodzącego to również silnik asynchroniczny 1-fazowy, regulator to najczęściej przekształtnik fazowy obniżający tylko napięcie zasilania i “żerujący” na “wentylatorowej” charakterystyce obciążenia, problem: nie można uzyskać regulacji prędkości od 0-100% tylko od około 40-100%, czyli przepływu od około 16-100% , występują problemy z “rozruchem”. Przy wykorzystaniu opcji “hard start” uzyskujemy “dziurę” w zakresie 0-około 16% przepływu, 100% przepływu w czasie rozruchu (typowo 1 do kilku sekund), dalej regulację (jeżeli w czasie rozruchu nie obniżymy temperatury skraplania poniżej zadanej), kolejny problem, to brak pomiaru temperatury czynnika “przechłodzonego” – na wyjściu skraplacza (na wejściu zaworu rozprężnego/kapilary) – wydaje się to bardziej istotne od temperatury skraplania (tutaj jestem amatorem bazuję na znajomości fizyki) – efekt -czynnik chłodniczy zbyt mocno przechłodzony nieodparowuje całkowicie w parowniku (jednostce
wewnętrznej) i w postaci cieczy doprowadzany jest do kompresora, co “skraca” jego żywotność,
c/ klimatyzator “inwerter” – płynnie reguluje mocą kompresora
oczywiście w pewnym zakresie – sprężarka napędzana jest silnikiem 3-fazowym, prędkość (wydajność) jej regulowana jest zgodnie z za-
sadami regulacji prędkości obrotowej silników indukcyjnych przy zachowaniu stałej proporcji
U/f, w “eleganckich” rozwiązaniach z “inwertera” zasilany jest również wentylator jednostki zewnętrznej (w naszym przypadku skraplacza)
zapewnia to regulację temperatury skraplania/przechłodzenia. W “topornych” aplikacjach wentylator jednostki zewnętrznej pracuje ze
stałą prędkością. Ze względu na fakt, że w “inwerterze” znajduje się “masa elektroniki” producent klimatyzacji zabezpiecza swoje urządzenie i np.
uniemożliwia pracę w trybie chłodzenia przy temperaturze zewnętrznej poniżej -15 st. C,
efekt – klimatyzator przeżyje, ale… “ugotujemy” serwerownię – małą, czy większą.

               
“spojrzenie całościowo” jest ważniejsze niż “obliczenia”.
Przy projektowaniu chłodzenia niewielkich serwerowni największym problemem jest odprowadzenie ciepła podczas  tzw. klimatycznego okresu przejściowego i  mroźnej zimy.

Tak na marginesie, to ciepło powinno być wykorzystane, nie “odprowadzone do otoczenia”