Calcolatore di raffreddamento
BTU per evacuare per un datacenter o rack basato sul consumo di energia.
Carico termico (consumo di energia)
Tabella dei contenuti
Guida completa di raffreddamento del Datacenter
Cos'è il raffreddamento del datacenter?
Il raffreddamento dei datacenter è il set di sistemi e pratiche utilizzate per rimuovere il calore dalle apparecchiature IT (server, storage, ingranaggi di rete) e mantenere i livelli di temperatura e umidità sicuri. Senza raffreddamento adeguato, surriscaldamento delle attrezzature, degradi delle prestazioni e tassi di guasto aumentano. Il dimensionamento della capacità di raffreddamento correttamente è essenziale per l'affidabilità, l'efficienza e la crescita futura.
Perché il carico di calore
Praticamente tutta l'energia elettrica consumata da IT e sistemi di supporto viene convertita in calore all'interno della stanza o rack. Illuminazione, persone e guadagno solare aggiungono una piccola frazione rispetto al carico IT. Il sistema di raffreddamento deve rimuovere continuamente questo calore; altrimenti la temperatura ambiente aumenta. Il carico di calore per l'evacuazione è quindi direttamente legato al consumo totale di energia, quindi la regola: l'alimentazione in watt (dopo l'applicazione di un margine di sicurezza) è uguale al carico termico per il raffreddamento di dimensioni.
- Carico di calore: Calore totale da rimuovere, in watt o BTU/h. Per gli spazi IT è essenzialmente uguale all'estrazione di potenza elettrica totale.
- BTU/h: Unità termiche britanniche all'ora; unità comune per la capacità di raffreddamento in Nord America.
- Tonnellate di refrigerazione: 1 ton = 12.000 unità BTU/h. HVAC e CRAC/CRAH sono spesso specificate in tonnellate.
- Margine di sicurezza: Capacità extra (es. 10-20%%) per picchi, crescita futura e ridondanza.
Vantaggi del corretto raffreddamento
- Affidabilità: L'attrezzatura rimane entro i limiti di temperatura del produttore; meno guasti e durata più lunga.
- Efficienza: Il raffreddamento di dimensioni giuste evita la sovra-provisione (fusti) e la sotto-provisione (punti caldi e rischi).
- Pianificazione: Conoscere BTU/h o tonnellate aiuta a confrontare unità CRAC, piano ridondanza (N+1), e budget.
- Compliance: Molti standard (ad esempio ASHRAE) raccomandano la temperatura e l'umidità; il raffreddamento adeguato supporta la conformità.
Limitazioni e considerazioni
- Questa calcolatrice assume tutta l'energia elettrica diventa calore nello spazio. Per le sale IT dedicate questo è accurato; aggiungere illuminazione e occupazione se nella stessa zona.
- Le perdite PDU e UPS (di solito un paio di per cento) producono anche calore all'interno della stanza—includale in potenza totale se sono nello spazio raffreddato.
- Il controllo dell'umidità (umidità/deumidificazione) può richiedere capacità aggiuntive; consultare le specifiche HVAC.
- Il design del flusso d'aria (hot/cold navate, contenimento) influisce sull'efficacia; il layout corretto migliora l'efficienza di raffreddamento.
Il raffreddamento sottodimensionato porta a macchie calde, ottimizzazione termica e guasto dell'attrezzatura. Utilizzare sempre valori di potenza misurati o conservativi e includere un margine di sicurezza. Per le strutture critiche, prendere in considerazione la ridondanza N+1 o 2N così il raffreddamento continua se un'unità non riesce.
Il raffreddamento per alimentazione (watt) convertito in BTU/h o tonnellate è l'approccio standard per datacenter e sale server. Utilizzare questo calcolatore per ottenere la capacità necessaria, aggiungere un margine di sicurezza, e pianificare per ridondanza dove il tempo di uptime è critico. Combinare con un buon design del flusso d'aria e il monitoraggio per una strategia di raffreddamento completa.
Perché la potenza è uguale al calore per evacuare
Con la prima legge della termodinamica, l'energia è conservata. L'alimentazione elettrica fornita a server, switch, storage e PDU è quasi interamente convertita in calore: una piccola parte diventa leggera o sonora, ma in un datacenter la maggior parte finisce come calore nella stanza. I ventilatori all'interno dell'apparecchiatura spostano il calore nell'aria della stanza; il sistema di raffreddamento della stanza (CRAC/CRAH, in-row, o simile) deve quindi rimuoverlo.
Così per un singolo rack, una fila di rack, o un intero datacenter: aggiungere il consumo energetico di tutte le apparecchiature IT (e supporto) nella zona raffreddata, applicare il margine di sicurezza, e convertire in BTU/h o tonnellate. Questa è la capacità di raffreddamento che è necessario evacuare. Le unità HVAC e CRAC/CRAH sono spesso specificate in tonnellate o BTU/h, motivo per cui questa conversione è essenziale per l'approvvigionamento e la progettazione.
BTU e tonnellate di refrigerazione
L'unità termica britannica (BTU) è l'energia necessaria per aumentare la temperatura di una libbra di acqua di un grado Fahrenheit. La capacità di raffreddamento è solitamente espressa in BTU all'ora (BTU/h): il tasso di rimozione del calore. In Nord America, l'aria condizionata e il raffreddamento del datacenter sono specificati anche in tonnellate di refrigerazione.
1 tonnellata di refrigerazione = 12.000 BTU/h. Storicamente questo rappresentava l'effetto di raffreddamento di fusione di una tonnellata di ghiaccio oltre 24 ore. Un'unità CRAC da 10 tonnellate rimuove 120.000 BTU/h.
Formule e conversioni
BTU/h = Potenza (watts) × 3.412
1 watt = 3.412 BTU/h (unità termiche britanniche all'ora). Il calcolatore applica il margine di sicurezza al potere prima della conversione.
Tonnellate di refrigerazione: 1 ton = 12.000 BTU/h. Quindi Tons = BTU/h ÷ 12.000. Aria condizionata e raffreddamento datacenter sono spesso valutati in tonnellate (ad esempio un'unità da 10 tonnellate rimuove 120.000 BTU/h).
Riferimento rapido:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Tipi di sistemi di raffreddamento
Il datacenter e il raffreddamento della sala server possono essere forniti in diversi modi. La capacità è ancora espressa in BTU/h o tonnellate; il calcolatore si applica a tutti loro.
Livello camera (CRAC/CRAH)
Computer Room Aria condizionata (CRAC) o Air Handling (CRAH) unità raffreddare l'intera camera. Capacità in tonnellate o BTU/h. Comune in media a grandi datacenter.
In-row / ravvicinato
Unità poste in o accanto a file rack per raffreddamento mirato. Buon per le zone ad alta densità. Dimensioni ancora per carico termico totale (BTU/h o tonnellate) per la zona che servono.
Raffreddamento liquido
Raffreddamento liquido diretto o indiretto (ad esempio scambiatori di calore posteriori, diretto a chip). Rimuove il calore in modo più efficiente; il carico termico totale in watt/BTU/h guida ancora il refrigeratore o il raffreddamento a secco.
Rack-level (ACU)
Piccole unità di climatizzazione per rack o coppia di rack, spesso utilizzate in piccole sale server o siti bordo. Tasso in BTU/h; somma per-rack carico a dimensione.
Valori tipici e tabella di riferimento
Utilizzare questa tabella per controllare la calcolatrice o la capacità di stima per scenari comuni. I valori utilizzano la formula BTU/h = watt × 3.412 e tonnellate = BTU/h ÷ 12.000.
| Carico | Potenza (W) | BTl | Tonnellate |
|---|---|---|---|
| 1 rack (3 kW) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 rack (6 kW) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10 kW camera | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| 50 kW camera | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| 100 kW datacenter | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
margini di ridondanza e sicurezza
Per le strutture critiche, il raffreddamento è spesso ridondante. N+1 significa un'unità in più: se avete bisogno di unità N per soddisfare il carico, installate N+1 in modo che si possa fallire o essere mantenuto senza perdere capacità. 2N significa duplicazione completa. In N+1, ogni unità deve essere in grado di gestire il carico completo (o almeno il carico con un'unità in giù), quindi la dimensione ogni CRAC per il totale BTU/h, non totale diviso per numero di unità.
Aggiungere 10–20% al carico termico calcolato per picchi, crescita futura e incertezza di misura. Se la stanza ha illuminazione o persone nello stesso spazio, aggiungere un po 'per cento in più. Il calcolatore ti permette di entrare in un margine (ad esempio 110 per 10%%, 120 per 20%%).
Migliori pratiche
- Utilizzare la potenza misurata o la targhetta per l'accuratezza; sommare tutto il carico IT nella zona (rack o stanza).
- Aggiungere 10–20% margine per picchi, crescita futura, o illuminazione/uomo se nello stesso spazio.
- Per il raffreddamento ridondante (N+1), dimensione ogni unità per il carico pieno in modo da poter essere giù.
- Conto per perdite PDU e UPS: un paio per cento della potenza totale diventa anche calore nella stanza.
- Preferire layout caldo/freddo navata e contenimento per migliorare l'efficienza e l'efficienza di raffreddamento.
- Monitorare le temperature di aspirazione e l'umidità; impostare avvisi per catturare la sotto-capacità o guasti in anticipo.