冷却计算器
BTU根据耗能情况撤离数据中心或机架.
热负荷(耗能)
综合数据中心冷却指南
什么是数据中心冷却?
数据中心冷却是用来去除IT设备(服务器,存储器,网络齿轮)的热量并维持安全温度和湿度水平的一套系统和做法. 没有适当的冷却,设备过热,性能下降,故障率上升. 正确调整冷却能力对于可靠性、效率和未来增长至关重要。
为什么热负荷很重要
几乎所有由IT和支持系统所消耗的电能被转换为室内或机架内的热能. 灯光,人,和太阳增益 与IT载荷相比增加了一小部分。 冷却系统必须不断地去除这种热;否则室温会上升. 因此,撤离的热负荷与总功耗直接挂钩——因此规则是:用瓦特(在施放安全系数后)的功率等于热负荷大小为冷却。
- 热负荷: 要去除的总热量,以瓦特或BTU/h为单位. 就信息技术空间而言,它基本上等于总电能抽取。
- BTU/小时: 英国热能单位每小时;北美冷却能力通用单位.
- 制冷吨数: 1吨=12,000 BTU/h. HVAC和CRAC/CRAH的单位通常以吨表示.
- 安全幅度: 额外能力(例如10-20%%) 用于峰值、未来增长和冗余。
适当冷却尺寸的好处
- 可靠性: 设备停留在制造商温度限度内;故障减少并寿命延长.
- 效率: 适当规模的冷却可以避免过度供应(废物)和不足供应(热点和风险)。
- 规划: 了解BTU/h或吨有助于比较CRAC单位,计划冗余(N+1)和预算.
- 遵守情况: 许多标准(如ASHRAE)建议温度和湿度范围;适当的冷却支持遵守.
限制和考虑
- 这个计算器假设所有的电能都变成了空间中的热能. 对于专用的信息技术室,这是准确的;如果在同一区域,则增加照明和占用。
- PDU和UPS的损耗(通常为9%)也会在室内产生热能,如果在冷却空间,则包括总功率。
- 湿度控制(湿化/去湿化)可能需要增加能力;请参考HVAC的规格。
- 气流设计(热/冷过道,封闭)会影响效能;适当的布局会提高冷却效率.
体积不足的冷却会导致热点、热阻塞和设备故障。 总是使用被测量或保守的功率值,并包括安全比值. 对于关键设施,考虑N+1或2N冗余,因此,如果一个单元失效,冷却工作将继续进行。
按功率(瓦特)进行变相为BTU/h或吨的冷却是数据中心和服务器室的标准方法. 使用这个计算器来获得所需的容量,增加一个安全比值,并在异常时间关键的地方计划冗余. 结合良好的气流设计与监测,实现完整的冷却策略.
为什么电能等于热能疏散
根据热力学的第一定律,能被节约. 供应给服务器,开关,存储,和PDU的电能几乎完全被转换为热能:一小部分变为光能或声能,但在数据中心,绝大多数最终会变成室内热能. 设备内部的扇子将热量移入室外空气;室内冷却系统(CRAC/CRAH,在行或相类似)随后必须取出.
所以对于一个单机架,一行机架,或整个数据中心: 将冷却区所有IT(和辅助)设备的功耗加起来,应用你的安全幅度,并转换为BTU/h或吨. 这就是你需要撤离的冷却能力。 HVAC和CRAC/CRAH的单位通常以吨或BTU/h表示,因此这种转换对采购和设计至关重要。
BTU和吨制冷
英国热能单位(BTU)是将一磅水的温度提高一华氏度所需的能量. 冷却能力通常以BTU每小时(BTU/h):去热率表示. 在北美,空调和数据中心冷却在吨制冷中也有明确规定.
1吨制冷量=12,000 BTU/小时。 历史上,这代表了一吨冰在24小时内融化所产生的冷却效应。 10吨CRAC单元取出12万BTU/h.
公式和转换
BTU/h=功率(瓦特)×3.412
1瓦特=3.412 BTU/h(英国热能单位每小时). 计算器在转换前将安全系数应用到电源上.
制冷吨数:1吨=12 000 BTU/小时。 空调和数据中心冷却常被以吨为单位评分(如一10吨单位去除12万BTU/h).
快速引用:
- 1 kW = 3,412 BTU/h ≈ 0.284 tons
- 1 ton ≈ 3.517 kW (heat removal equivalent)
冷却系统的类型
数据中心和服务器室冷却可以通过多种方式提供。 容量仍以BTU/h或吨表示;计算器适用于所有人。
会议室级别(CRAC/CRAH)
计算机室空调(CRAC)或空气处理(CRAH)单元冷却整个房间. 容量为吨或BTU/h. 常见于中到大数据中心.
内接/ 密接
安置在架子行或架子行旁的单位进行定向冷却. 对高密度区域有好处。 仍按其服务区的总热负荷(BTU/h或吨)来表示。
液体冷却
直接或间接地进行液体冷却(如后门热交换器,直取芯片). 更高效地去除热;以瓦特/BTU/h为单位的总热负荷仍能驱动冷却器或干冷却器的尺寸.
拉克级(ACU)
每个架子或一对架子的小型空调单元,常被用在小型服务器室或边缘站点. 按BTU/h计;每架负载总和为大小.
典型值和参考表
使用本表来交叉检查常见情景的计算或估计能力. 数值使用公式BTU/h=瓦×3.412,吨=BTU/h=12,000.
| 装入 | 电源( W) | BTU/小时 | 吨数 |
|---|---|---|---|
| 1个机架(3千瓦) | 3,000 | ~10,236 | ~0.85 |
| 1个机架(6千瓦) | 6,000 | ~20,472 | ~1.7 |
| 10千瓦房间 | 10,000 | ~34,120 | ~2.84 |
| 50千瓦房间 | 50,000 | ~170,600 | ~14.2 |
| 100千瓦数据中心 | 100,000 | ~341,200 | ~28.4 |
冗余和安全差额
对于关键设施,冷却往往是多余的. N+1指一个额外的单位:如果需要N单位来满足负载,则会安装N+1,这样一来就可以在不失去容量的情况下失败或被维持. 2N表示完全重复. 在N+1中,每个单元必须能够处理全部负载(或至少负载下一个单元),因此每个CRAC对总BTU/h的大小,而不是总分除以单元数.
增加10至20个% 用于计算峰值、未来增长和测量不确定性的热负荷。 如果房间有照明 或人在同一空间, 增加5%。 计算器允许您输入比值( 如 110 for 10%%, 120分为20分%%).
最佳做法
- 精确度使用测量或名牌功率;总和区(架或室)内所有IT载荷.
- 增加10至20个% 如果在同一空间,峰值、未来增长或照明/人类的比值。
- 对于冗余冷却(N+1),每个单位的大小用于满载,因此一个单位可以下.
- 计算PDU和UPS损失:占总功率的几分之一也成为了室内的热能.
- 更偏好热/冷的过道布局和封闭,以提高冷却效果和效率.
- 监测摄取温度和湿度;为早期捕获能力不足或故障设定警报。