Системы <span>VRF</span>
<span>Дата</span> центры
Чиллеры
Аудит <span></span>

Кондиционирование серверных

с помощью сплит-систем.

Охлаждение серверной

 

Любой IT-специалист знает, что даже маленькая серверная – это не только ценная информация, но и 2-3 киловатта теплоизбытков. Если же речь о большой серверной – то счёт теплоизбыткам идёт на десятки киловатт. Но охлаждение большой серверной – это отдельная тема, предмет которой – прецизионные кондиционеры, серверные шкафы со встроенным охлаждением и сложная обвязка серверной автоматикой. Проект охлаждения любого ЦОДа всегда индивидуален.

Сейчас же обсудим, каким должно быть охлаждение серверной, принадлежащей небольшой компании. Ведь именно на маленькие серверные комнаты приходится 99% рынка. И 99% из них охлаждаются обычными кондиционерами. Именно обычными бытовыми сплит-системами. Итак, каким же требованиям должен отвечать

 

Кондиционер для серверной комнаты


Кондиционеры создаются для охлаждения помещений в жаркий период года. Но теплоизбытки в серверной от времени года не зависят. Значит, нам нужен зимний кондиционер, способный работать независимо от времени года. Однако, если открыть каталоги производителей, то увидим ограничения на работу кондиционера зимой на охлаждение: -5С для On/Off серий и -15С для инверторных серий. Причём эти цифры практически не зависят от производителя. Следовательно, это какие-то объективные цифры, связанные именно с особенностями конструкции и материалов.


А можно ли включать кондиционер зимой на холод?
Да, но только если мы проведём доработку кондиционера для работы зимой. Иначе рискуем вывести его из строя.


Что будет если включить кондиционер зимой?
А будет несколько неприятных последствий, которые могут вывести оборудование из строя.


а) масло компрессора на холоде становится вязким. Если масло в автомобилях делают заведомо работоспособным до -40 (в зависимости от марки), то масло компрессора кондиционера не рассчитано на русскую зиму. Оно застывает, в момент запуска компрессор работает «насухую», вдобавок ток двигателя становится слишком высоким.


б) масло компрессора имеет особенность «абсорбироваться» фреоном. При остановке частицы масла в компрессоре начинают «связываться» частицами фреона. В момент запуска фреон резко вскипает и уходит в контур вместе с маслом. Если компрессор не включался продолжительное время, то в контур может уйти бОльшая часть масла, и компрессор попросту заклинит.


в) исторически все стандарты кондиционирования формируются в Японии. Даже китайские сплит-системы привязываются к японскому стандарту: +27С в комнате и +35С на улице. Поэтому теплообменники всех наружных блоков сплит-систем заведомо «переразмерены» для России. При пониженных температурах на улице фреон становится переохлаждённым, давление его падает, и падает холодопроизводительность системы. Это проблема для всех On/Off кондиционеров зимой.


г) каждый кондиционер при работе конденсирует на теплообменнике влагу из окружающего воздуха. Если отвод дренажа устроен на улицу, то дренажная труба может замёрзнуть, и вода потечёт в помещение.
Для решения всех этих проблем потребуется установка зимнего комплекта на кондиционер. Только с ним можно использовать кондиционер зимой. Итак,

 

Комплект зимнего пуска кондиционера


Что входит в зимний комплект для кондиционера:

Регулятор давления конденсации
1) Регулятор давления конденсации, или просто РДК. Обычно это простой симисторный регулятор напряжения двигателя вентилятора наружного блока. Его задача – регулировать обороты вентилятора от 100% до 0. Чем ниже температура на улице – тем ниже обороты вентилятора.


2) Кабель подогрева картера компрессора. Саморегулирующийся ленточный греющий кабель, обычно подбирают на 30-50 Вт.

Кабель подогрева дренажа
3) Кабель подогрева дренажа. Тот же кабель, что и для картера, но более короткий и не имеющий элементов крепежа (хомут, стяжки, проволока...).

 

Подключение зимнего комплекта кондиционера


В каждый зимний комплект для кондиционера инструкция производителя вложена по умолчанию. Но поскольку все они похожи, рассмотрим, как установить зимний комплект на кондиционер на примере РДК-33 (прежде выпускавшийся как РДК-8.4).

Схема подключения зимнего комплекта кондиционера
Зимний комплект для кондиционера РДК 8.4, согласно инструкции производителя, должен работать до -40С.

Коричневый и голубой провода подключаются к клеммам ~220V, на фазу и нейтраль соответственно.

Если питание сплит-системы подключается не на наружный, а на внутренний блок, то фазу берём с клеммы включения компрессора. На рисунке это клеммы 1 (фаза) и 2 (нейтраль).


Серый провод подключаем к клемме 4-х ходового клапана, на рисунке это клемма 3. Если использовать кондиционер зимой на охлаждение, серый провод можно подключить просто на нейтраль.


Чёрный и жёлтый провода включаем в разрыв питания двигателя вентилятора. На рисунке - отсоединяем подключенный на заводе чёрный провод двигателя вентилятора от клеммы 4 и подсоединяем к чёрному проводу РДК, жёлтый провод РДК подключаем к клемме 4.

В общем случае, жёлтый провод РДК к плате управления наружного блока или напрямую к клемме включения вентилятора (при отсутствии платы), чёрный к фазному проводу двигателя.

Подключение температурного датчика РДК
Кроме пяти проводов питания, у РДК-33 присутствует шестой, витая пара чёрного цвета, на конце которого датчик температуры. Этот датчик крепится стяжками на один из калачей в середине теплообменника. Для более точного измерения температуры желательно использовать термопасту и внешнюю теплоизоляцию. Именно в зависимости от показаний этого термодатчика и будет задаваться текущая скорость вентилятора.


Сам РДК лучше закрепить саморезами к корпусу наружного блока.

Подогрев картера компрессора ленточным подогревателемКабелем подогрева картера обматываем компрессор, в нескольких сантиметрах выше дна. В идеале, кабель должен располагаться на границе масла и фреона. Кабель подключаем к питанию ~220V на отдельную линию. Распространённая ошибка на On/Off сплитах, у которых питание приходит на внутренний блок – подключение подогрева картера к питанию компрессора на наружном блоке. В этой ситуации кабель начинает греть только в момент запуска компрессора, т.е. когда он уже не нужен.

Кабель подогрева дренажа подключаем к дренажной трубке так, чтобы он грел трубку от самого края, при этом исключить попадание влаги на электроконтакты. Трубка должна быть в теплоизоляции.

 

Мы разобрались, как подключить зимний комплект на кондиционер On/Off. А чем отличается зимний комплект для инверторного кондиционера?

 

Установка зимнего комплекта на инверторный кондиционер


В большинстве инверторных кондиционеров инверторными являются и компрессор и вентилятор. В зависимости от расхода фреона и окружающих условий плата управления переключает скорости вентилятора, обычно их 7-9, на полупромышленных моделях число скоростей может доходить до 16. Для таких инверторных кондиционеров РДК не нужен. Более того, сам двигатель вентилятора у них, как правило, DC (постоянного тока), поэтому подключение AC-регулятора просто сожжёт двигатель.

AC-вентилятор на инверторном кондиционере
А вот поставить кабели подогрева картера и дренажа в инверторный кондиционер зимой придётся в любом случае.


При этом, существуют инверторные кондиционеры, у которых инверторным является только компрессор, а на вентиляторе наружного блока – простой нерегулируемый AC-двигатель, как у On/Off серий. Таковыми является большинство китайских инверторов и несколько японских инверторных серий «Эконом», например у Fujitsu General это серия LLCA. Установить зимний комплект на инверторный кондиционер такого типа вам придётся. Поэтому перед тем, как подобрать зимний комплект для кондиционера, нужно запросить у поставщика и проверить схему наружного блока.

 

Мощность кондиционера для серверной


С доработкой кондиционера для работы зимой теперь всё ясно, а вот как выбрать мощность кондиционера для серверной? Стандартный путь – подбор по окнам и количеству людей в помещении – путь в никуда. И окон в серверной нет, и людей зачастую. Зато теплоизбытки от оборудования могут составлять 10кВт на 10кв.м. Поэтому правильный путь – расчёт кондиционера для серверной согласно тепловыделениям от оборудования.


Точный расчет кондиционера для серверной - измерить реальную электрическую мощность, потребляемую серверами и другим оборудованием, включая освещение. Вариант «с запасом» - просуммировать мощность источников бесперебойного питания. Также лучше заранее учесть перспективные планы расширения серверной на ближайшие годы.


При этом, не стоит выбирать кондиционер для серверных помещений с большим запасом по холодопроизводительности, поскольку частые циклы включения/выключения приведут к досрочному износу ресурса кондиционера.


При расчёте кондиционера для серверной не надо забывать и про электроснабжение самого кондиционера. Надёжней всего подключать его на отдельную линию в щитке.

 

Кондиционер для серверных помещений


Обычно в расчётах кондиционера для серверной забывают два важных момента, связанных со специфичными условиями серверных комнат.

 

Неправильный расчёт кондиционера для серверной. Как упоминалось выше, номинальная производительность кондиционеров, указываемая в каталогах, соответствует температурам: +27С в помещении и +35С на улице. При этом, в серверной обычно поддерживают температуру +18/+20С. Температура фреона же остаётся 5-8С. Значит, уменьшилась дельта между температурой внутреннего воздуха и фреона, и уменьшилась производительность блока. Разница в холодопроизводительности при температуре помещения +27С и +18С может составлять 30%.


Решение: при подборе серверного кондиционера нужно выбирать производительность для внутренней температуры именно +18С. Иначе он может не справиться с охлаждением серверной комнаты.

 

Влажный ход. Подключение комплекта зимнего пуска кондиционера частично решает проблему с переразмеренным теплообменником наружного блока. Но при комнатной температуре +18С остаётся проблема с недоразмеренным теплообменником внутреннего блока. Особенно эта проблема опасна для дешёвых On/Off серверных кондиционеров с зимним комплектом. РДК в них поддерживает давление конденсации на достаточно высоком уровне, а внутренний блок работает с пониженной комнатной температурой. В результате есть риск недоиспарения фреона во внутреннем блоке, и возвращения фреона в компрессор в жидкой фазе, т.н. «влажный ход», который приводит к необратимой поломке компрессора.


Решение: при подборе кондиционера для серверной внутренний блок можно брать на один типоразмер больше наружного. Например, наружный блок на 2,2кВт, а внутренний на 2,7кВт.

 

Как охладить серверную без кондиционера


Хотелось бы упомянуть об ещё одном способе охлаждения серверной, охлаждении приточной вентиляцией. Ведь в самом деле, зачем зимой включать кондиционер, если можно пользоваться бесплатным холодом? Система простая: из наборной вентиляции собирается обыкновенная приточная установка, на входе ставится регулируемая заслонка, управляемая комнатным термостатом. В российских условиях такое бесплатное охлаждение серверной будет работать свыше 6 месяцев в году. В тёплое же время года охлаждение серверных помещений возьмёт на себя обычная сплит-система. Такую схему использует, например, «Билайн» на сотнях своих базовых станций.