CC BY
12
АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА
п \ нн Ч.
ВВВ КАЧЕСТВО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ
пп ..**
Стратегии отвода тепла из коммутационных узлов
Окончание статьи (начало см.: Век качества. 2013. № 2. С. 64-68) посвящено описанию «типичного» коммутационного узла, а также влиянию источников бесперебойного питания и вентиляционной системы на отвод тепла из него.
Типичный коммутационный узел
Описание «типичного» коммутационного узла в данной статье основывается на расширенной модели, принимающей во внимание теплопроводность стен, конвекцию и излучение. Конвекция включает в себя естественную конвекцию вдоль стен помещения, а также предписанный поток воздуха (связанный с потоком утечки). Смоделированные условия для «типичного» коммутационного узла приведены в табл. 1.
Влияние ИБП
на систему охлаждения узла
Использование небольших распределенных систем источников бесперебойного питания (ИБП) в коммутационных узлах является распространенной практикой для обеспечения бесперебойной работы. Системы ИБП могут быть небольшими, предназначенными для крат-
Таблица 1. Условия «типичного» коммутационного узла
Возможность Преимущество
Размеры помещения 3x3x3 метра <10x10x10 футов)
Температура окружающей среды в здании 20°С (68Т)
Материал помещения: Внутренние боковые стены - изолированные обычным воздушным промежутком стены со стальным каркасом и выполненные из гипсокартона Пол - бетонная плита толщиной 10 см (4 дюйма) Потолок - звукопоглощающие плиты толщиной 1,3 см (0,5 дюйма) Внешняя стена - изолированный бетонный блок с изоляционным покрытием из пенопластаи отделкой гипсо картоном Внутренние боковые стены: значение R = 0,29 Пол: значение R = 0,1 Потолок: значение R = 0,22 Внешняя стена: R = 1,32
Теплопроводность внешней стены (11) при скорости ветра 3,4 м/с (12 км/ч) h = 22,7 (м°С/Вт)
Относительная влажность 50%
Утечка воздуха (приемлемая оценка утечки через щели в двери и подвесном потолке) 23,8 л/с (50 куб. футов/мин)
Нил РАСМУССЕН,
(Neil Rasmussen), вице-президент по инновациям компании
Schneider Electric Брайан СТЭНДЛИ (Brian Standley), менеджер по линейке продуктов в области малых систем охлаждения компании American Power Conversion
ковременного резервного питания ИТ-нагрузки узла, или применяться для резервного питания в течение длительного времени (больше часа). В любом случае тепловая нагрузка, создаваемая ИБП, обычно намного меньше ИТ-нагрузки, и ее можно спокойно игнорировать. При установленном ИБП ИТ-оборудование будет продолжать выделять тепло и после прекращения подачи электропитания. Поэтому система охлаждения должна продолжать работать.
Если время резервного питания от ИБП менее 10 минут, тепловая инертность воздуха и поверхности стен в помещении удержат температуру в разумных пределах и дополнительных действий не потребуется. Однако если ИБП спроектирован для того, чтобы обеспечивать время работы более 10 минут, система охлаждения в этот период должна продолжать работать. Это означает, что при использовании вентиляции с помощью вентилятора или кондиционера этот вентилятор или кондиционер должен питаться от ИБП.
Необходимость питать вентилятор или кондиционер нужно принимать во внимание при выборе мощности ИБП. В случае вентиляции с помощью вентилятора это несложно, но для кондиционера может потребоваться намного более мощные ИБП и аккумулятор (пусковой ток компрессора часто в 4-6 раз больше номинального потребляемого тока кондиционера). Это еще одна причина, по которой следует использовать вентиляцию с помощью вентилятора вместо кондиционера везде, где это возможно.
Практичной и недорогой альтернативой подключению выделенного кон-
век КАЧЕСТВА №3 • 2013
КАЧЕСТВО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ЕШ
GH □ СП
ч
АСПЕКТЫ КАЧЕСТВА
Таблица 2. Возможности и преимущества систем вентиляции
Свойство Преимущество
Установка на стене или потолке Большая гибкость, так как одно решение совместимо с различными типами узлов
Спроектирована для рассчитанных ИТ-нагрузок Большая уверенность в том, что решение будет работать согласно ожиданиям
Удаленное управление Меньшее среднее время восстановления (МТТИ)
Вентиляторы с несколькими скоростями Возможность снизить акустический шум, если не требуется максимальный поток воздуха
Более одного вентилятора Резервирование вентиляторов для отказоустойчивости
Установка с защитой от неумелого обращения Больший уровень безопасности
Простая установка Требует минимальных изменений среды узла и уменьшает необходимость привлечения сторонних подрядчиков
Требуется минимальная сборка Быстрая, простая установка
Конфигурации с вилкой или жестким монтажом Простое соответствие местным требованиям техники безопасности при работе с электрооборудованием
Широкий диапазон мощностей Возможность стандартизации одного устройства для различных установок
Спроектирована и служит для использования Высокая общая доступности системы
Пример блока вентиляции с помощью вентилятора, отвечающего вышеприведенным требованиям, показан на рисунке.
диционера к ИБП является установка системы вентиляции с помощью вентилятора в качестве резерва выделенного кондиционера. В идеальном случае система вентиляторов будет включаться при отключении электропитания, чтобы обеспечить некоторый обмен воздуха в помещении, пока выделенный кондиционер не работает. После возобновления подачи электропитания (при этом кондиционер должен иметь функцию автоматического перезапуска) система вентиляции с помощью вентилятора снова выключится.
Особенности эффективной вентиляции с помощью вентиляторов
Очевидно, что избыточное тепло в коммутационном узле вызывает обоснованное беспокойство, а предпочтительными (при возможности их применения) являются более простые решения с использованием пассивной вентиляции или вентиляции с помощью вентиляторов. Хотя имеется множество проектов систем вентиляции из коммерчески доступных компонентов, существуют и хорошо зарекомендовавшие себя комплексные решения специально для охлаждения коммутационных узлов. В табл. 2 указано, на что следует обратить внимание при выборе системы вентиляции узла.
Заключение
Для большинства ИТ-узлов вентиляция является наиболее эффективной и практичной стратегией охлаждения. Правильно спроектированная и реализованная система пассивной вентиляции эффективна для невысоких мощностей. Для узлов более высокой мощности с маршрутизаторами VoIP или серверами рекомендуется вентиляция с помощью вентиляторов.
Если мощность узла составляет более 2000 Вт для ответственных узлов (4500 Вт для менее важных узлов) или воздух снаружи узла горячий (с неконтролируемой температурой) или загрязненный, уместно выделенное кондиционирование. Использование существующих систем офисного кондиционирования для охлаждения узлов не рекомендуется, поскольку оно почти всегда приводит к сильным колебаниям температуры узла.
Представленные в этой статье инструкции способствуют выбору правильного решения для охлаждения узла. Появление систем вентиляции, специально разработанных и предназначенных для охлаждения ИТ-узлов, упрощает процесс выбора и позволяет реализовать стандартизованные решения для охлаждения узлов. ■
По материалам компании Schneider Electric
Вентилятор ВЫХС
Решетка ВХОД
Блок вентиляции узла с помощью вентиляторов
№ 3 • 2013 вею КАЧЕСТВА
67
