Калькулятор охлаждения
BTU для эвакуации в дата-центр или стойку на основе энергопотребления.
Тепловая нагрузка (потребление энергии)
Таблица содержимого
Комплексное руководство по охлаждению центров обработки данных
Что такое охлаждение дата-центра?
Охлаждение центров обработки данных представляет собой набор систем и практик, используемых для удаления тепла из ИТ-оборудования (серверов, систем хранения, сетевого оборудования) и поддержания безопасного уровня температуры и влажности. Без адекватного охлаждения оборудование перегревается, производительность ухудшается, а частота отказов увеличивается. Правильное определение размера холодопроизводительности имеет важное значение для надежности, эффективности и будущего роста.
Почему тепловая нагрузка имеет значение
Практически вся электрическая энергия, потребляемая ИТ-системами и системами поддержки, преобразуется в тепло внутри помещения или стойки. Освещение, люди и солнечный прирост добавляют небольшую долю по сравнению с ИТ-нагрузкой. Система охлаждения должна непрерывно удалять это тепло; в противном случае температура в помещении повышается. Таким образом, тепловая нагрузка для эвакуации напрямую связана с общим энергопотреблением, поэтому правило: мощность в ваттах (после применения запаса прочности) равна тепловой нагрузке для охлаждения размера.
- Тепловая нагрузка: Общее тепло для удаления, в ваттах или BTU / ч. Для ИТ-пространств он по существу равен суммарной потребляемой электроэнергии.
- BTU/h: Британские тепловые единицы в час; общий блок для охлаждения мощности в Северной Америке.
- Тонны холодильного оборудования: 1 тонна = 12 000 BTU/ч. Установки HVAC и CRAC/CRAH часто указываются в тоннах.
- Порог безопасности: Дополнительная мощность (например, 10-20%%) для пиков, будущего роста и избыточности.
Преимущества правильного охлаждения
- Надежность: Оборудование остается в пределах температурных ограничений производителя; меньше отказов и более длительный срок службы.
- Эффективность: Правильное охлаждение позволяет избежать чрезмерного (отходы) и недостаточного (горячие точки и риск).
- Планирование: Знание BTU / ч или тонн помогает сравнить единицы CRAC, резервирование плана (N + 1) и бюджет.
- Соблюдение: Многие стандарты (например, ASHRAE) рекомендуют диапазоны температуры и влажности; надлежащее охлаждение поддерживает соответствие.
Ограничения и соображения
- Этот калькулятор предполагает, что вся электрическая энергия становится теплом в пространстве. Для выделенных ИТ-комнат это точно; добавьте освещение и заполняемость, если вы находитесь в той же зоне.
- Потери ПДУ и ИБП (обычно несколько процентов) также производят тепло внутри помещения, включая их общую мощность, если они находятся в охлажденном пространстве.
- Контроль влажности (увлажнение / осушение) может потребовать дополнительной емкости; проконсультируйтесь со спецификациями HVAC.
- Конструкция воздушного потока (горячие / холодные проходы, сдерживание) влияет на эффективность; правильная компоновка повышает эффективность охлаждения.
Негабаритное охлаждение приводит к горячим точкам, термическому дросселированию и отказу оборудования. Всегда используйте измеренные или консервативные значения мощности и включите запас прочности. Для критических объектов рассмотрите избыточность N + 1 или 2N, поэтому охлаждение продолжается, если устройство выходит из строя.
Размер охлаждения по мощности (ваттам), преобразованным в BTU / ч или тонны, является стандартным подходом для центров обработки данных и серверных комнат. Используйте этот калькулятор, чтобы получить необходимую емкость, добавить запас прочности и план резервирования, где время безотказной работы имеет решающее значение. В сочетании с хорошей конструкцией воздушного потока и мониторингом для полной стратегии охлаждения.
Почему энергия равна теплу для эвакуации
По первому закону термодинамики энергия сохраняется. Электрическая энергия, подаваемая на серверы, коммутаторы, хранилища и ПДУ, почти полностью преобразуется в тепло: небольшая часть становится легкой или звуковой, но в центре обработки данных подавляющее большинство оказывается в виде тепла в комнате. Вентиляторы внутри оборудования перемещают это тепло в воздух комнаты; система охлаждения комнаты (CRAC / CRAH, встроенная или аналогичная) должна затем удалить его.
Таким образом, для одной стойки, ряда стойок или целого центра обработки данных: сложите энергопотребление всего ИТ-оборудования (и поддержки) в охлажденной зоне, примените запас прочности и преобразуйте в BTU / ч или тонны. Это холодопроизводительность, которую нужно эвакуировать. Установки HVAC и CRAC/CRAH часто указываются в тоннах или BTU/h, поэтому это преобразование имеет важное значение для закупок и проектирования.
BTU и тонны холодильного оборудования
Британская тепловая единица (BTU) - это энергия, необходимая для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. Способность к охлаждению обычно выражается в BTU в час (BTU/h): скорость удаления тепла. В Северной Америке кондиционирование воздуха и охлаждение центров обработки данных также указаны в тоннах охлаждения.
1 тонна холодильного оборудования = 12 000 BTU/ч. Исторически это представляло собой охлаждающий эффект таяния одной тонны льда в течение 24 часов. 10-тонный блок CRAC удаляет 120 000 BTU / ч.
Формулы и конверсии
BTU/h = мощность (ватты) × 3.412
1 ватт = 3,412 BTU/ч (британские тепловые единицы в час). Калькулятор применяет ваш запас прочности к мощности перед конвертацией.
Тонны охлаждения: 1 тонна = 12 000 BTU/ч. Так что тонны = BTU/ч ÷ 12 000. Кондиционирование воздуха и охлаждение центров обработки данных часто оцениваются в тоннах (например, 10-тонный блок удаляет 120 000 BTU / ч).
Быстрая ссылка:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
Типы систем охлаждения
Охлаждение ЦОД и серверной комнаты может быть обеспечено несколькими способами. Вместимость по-прежнему выражается в BTU/ч или тоннах; калькулятор применяется ко всем из них.
Комнатный уровень (CRAC/CRAH)
Устройство для кондиционирования воздуха (CRAC) или обработки воздуха (CRAH) охлаждает всю комнату. Вместимость в тоннах или BTU/ч. Обычны в средних и больших центрах обработки данных.
In-row / Close-coupled
Единицы, размещенные в или рядом с рядами стойки для целевого охлаждения. Подходит для зон высокой плотности. Все еще измеряется общей тепловой нагрузкой (BTU / ч или тонны) для зоны, которую они обслуживают.
Жидкое охлаждение
Прямое или косвенное жидкостное охлаждение (например, задние дверные теплообменники, прямые к чипу). Удаляет тепло более эффективно; общая тепловая нагрузка в ваттах / BTU / ч по-прежнему приводит к калибровке чиллера или сухого охладителя.
Раковый уровень (ACU)
Небольшие блоки кондиционирования воздуха на стойку или пару стойок, часто используемые в небольших серверных комнатах или пограничных сайтах. Оценка в BTU/h; сумма за стойку нагрузки до размера.
Типичные значения и справочная таблица
Используйте эту таблицу для перекрестной проверки калькулятора или оценки мощности для общих сценариев. Значения используют формулу BTU/h = ватт × 3,412 и тонн = BTU/h ÷ 12 000.
| груз | Мощность (W) | BTU/h | тонны |
|---|---|---|---|
| 1 стойка (3 кВт) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1 стойка (6 кВт) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10 кВт комната | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| Комната 50 кВт | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| Центр обработки данных 100 кВт | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
Увольнение и запас прочности
Для критически важных объектов охлаждение часто избыточно. N+1 означает один дополнительный блок: если вам нужно N блоков для удовлетворения нагрузки, вы устанавливаете N+1, чтобы он мог выйти из строя или поддерживаться без потери емкости. 2N означает полное дублирование. В N+1 каждый блок должен быть в состоянии справиться с полной нагрузкой (или, по крайней мере, с нагрузкой с одним блоком вниз), поэтому размер каждого CRAC для общего BTU / ч, а не общего, деленного на количество единиц.
Добавить 10-20% к рассчитанной тепловой нагрузке для пиков, будущего роста и неопределенности измерений. Если в комнате есть освещение или люди в том же помещении, добавьте еще несколько процентов. Калькулятор позволяет вводить маржу (например, 110 для 10%%, 120 на 20%%).
Лучшие практики
- Используйте измеренную или табличную мощность для точности; суммируйте всю ИТ-нагрузку в зоне (стойке или комнате).
- Добавить 10-20% запас для пиков, будущего роста или освещения/людей, если они находятся в одном пространстве.
- Для избыточного охлаждения (N+1) размер каждой единицы для полной нагрузки может быть уменьшен.
- Учитываются потери ПДУ и ИБП: несколько процентов от общей мощности также становится теплом в помещении.
- Предпочитают раскладку и удержание горячего / холодного прохода для повышения эффективности охлаждения и эффективности.
- Контролируйте температуру и влажность впуска; установите оповещения, чтобы рано поймать недостаточную емкость или сбои.