Критерии выбора кондиционеров для офисных и серверных помещений

Резервирование системы

Кондиционер устройство механическое, а значит имеет далеко не нулевой шанс выйти из строя. Поэтому обычно предусматривается его резервирование на уровне +1 машина (так называемый уровень резервирования N+1, где “N” от англ. Necessary, “необходимо”).

Стоит отметить, что использовать VRF/VRV (мультисплит системы – когда к одному наружному блоку подключается несколько внутренних) не стоит. Это не резервирование, так как самые уязвимые части – компрессор и силовая электроника находятся в общем наружном блоке.

Нужно понимать, что резервирование кондиционеров не пассивное – когда один из блоков все время выключен и включается, когда сломается “основной” кондиционер. Нет – блоки должны работать попеременно, это не только позволит обеспечить более равномерный износ оборудования, но и минимизирует риск, что “резервный” блок не запустится (что может случиться при длительном простое, например, из-за обмерзания). Это одна из причин, чтобы кондиционеры были идентичными.

Если у нас не прецизионные кондиционеры, то как правило, они ничего не знают друг от друге – получается включаются/отключаются когда хотят – это не позволяет сделать резервирование нормальным. Тут на помощь приходят блоки ротации кондиционеров (максимально что я встречал – на 4 кондиционера, но такие редкость – обычно на 2-3). Как правило, это оборудование “наших” конструкторов и работают просто – рвут питание на внутреннем блоке кондиционера, который отправляют в резерв (у Mitsubishi Heavy есть заводской пульт или у Haier плата ротации, но всего на 2 кондиционера). Важный нюанс – при переключении в ротации кондиционеры должны работать одновременно некоторое время и только потом, отключать “резервную машину”. Этот нюанс нужно учитывать при расчете электрощита. Очевидно, что такая схема ротации не будет работать, если кондиционеры не обладают функцией восстановления работы после пропадания электропитания.

Блоки ротации рекомендуется заказывать с внешним подключением к системе мониторинга (например, Modbus) и наличием одного резервного выхода (т.е. минимально на 3 кондиционера).

Охлаждение IT-оборудования

Многие ошибочно думают, что кондиционер, подходящий для использования в серверной комнате, это отдельный специальный подтип климатического оборудования. Провокатором подобных слухов стали прецизионные кондиционеры – узнаваемые многими массивные шкафы с маленьким управляющим дисплеем.

Именно они чаще всего мелькали на экранах фильмов, в которых герои попадают в закрытую, наполненную IT-оборудованием комнату. В реальной жизни актуальный вариант климат-оборудования выбирают на основании расчёта в реальной потребности охлаждения.

И проведя расчет обязательной полезной мощности, устанавливают один из трех основных вариантов:

1. Система free-cooling или иначе приточно-вытяжная вентиляция, использующая холодный воздух снаружи помещений.

Подобная система кондиционирования представляют собой наборную конструкцию из регулирующих воздушный поток заслонок и приточных систем. Чаще всего она встречается на базовых станциях сотовой связи в умеренной климатической зоне.

1. Сплит-система – современное сочетание управления температурой воздуха и контроля влажности в любых помещениях.

Этот вариант отлично зарекомендовал себя при использовании в небольшом серверном помещении. Но вместо «бытовых» вариантов сплит-систем рекомендуется выбирать, как минимум, полупромышленные. Причина – повышенный запас прочности узлов и блоков, расширенный функционал, улучшенная надежность.

1. Прецизионный кондиционер.

Мало кто сегодня не видел серверный шкаф с кондиционером или его изображение. Самый дорогой, но и одновременно самый надежный вариант климат контроля рабочей среды IT-оборудования. Модельный ряд представлен широким выбором вариантов оборудования от маленьких моноблоков с выносным конденсатором до массивных устройств для больших просторных комнат.

Расчет оптимального варианта проводится в индивидуальном порядке. Приобретать дорогие прецизионные кондиционеры для серверной, рассчитанной на работу с документацией небольшой фирмы, нецелесообразно. И в то же время нельзя обойтись free-cooling кондиционированием комнаты, в которой расположено мощное IT-оборудование, поддерживающее популярные Интернет-ресурсы.

Фрикулинг

Free-cooling – система, использующая для охлаждения прямой забор уличного воздуха. Относится к энергоэффективным, экологичным установкам охлаждения.  Зависит от температуры снаружи. Целесообразно устанавливать в северных районах, где круглогодичная температура невысокая.

В наших широтах использовать фрикулинг круглый год не представляется возможным, скорее как вспомогательный вариант в холодное время года.

Кроме того, необходимо учитывать степень чистоты входящего воздухопотока. При достаточной загрязненности придется много времени, сил, финансов тратить на очистку воздушных фильтров, установку продувных вентиляторов. Выходом может стать использование отдельных воздушных контуров с установленной рекуперацией тепла.

Прямой фрикулинг забирает уличный воздух напрямую, исключая проблему пересушенности прохладного воздухопотока. При этом не всегда атмосферная влажность может соответствовать требуемой для серверных стоечных установок.

Типы кондиционеров для серверных помещений

На практике для оснащения серверных используют два основных типа кондиционеров:

Сплит-системы, оснащенные зимним комплектом. Обычно для оснащения серверной используют 2-3 агрегата различных типов (напольные, настенные, канальные). Такие кондиционеры отличаются сравнительно невысокой стоимостью, они отлично зарекомендовали себя в серверных помещениях небольшой площади.

В качестве примера можно привести кондиционер:

Daikin FLXS25B/RXS25K/-30

• Может эксплуатироваться при температуре наружного воздуха от -30 до +46 градусов Цельсия.
• Агрегат оснащен инвертором, может работать в режиме тепло/холод.
• Мощность установки составляет 2,5 кВт по охлаждению и 3,4 кВт по обогреву, обслуживаемая площадь 25 квадратных метров.
• Средняя стоимость 80-85 тысяч рублей. Любой кондиционер для серверной Daikin отличается высокой надежностью и долговечностью.

Высокую точность поддержания заданных параметров способны обеспечить прецизионные кондиционеры

Оборудование данного типа целесообразно использовать только для больших серверных, задействованных в хранении значительного объема важной информации. Основная причина этого — высокая цена на оборудование данного класса

 Кондиционер DeLonghi Professional серии Performer

• Может иметь мощность до 100 и более киловатт.
• Модель DXO 18 LFM обладает полной мощностью 19,1 кВт.
• Объем подаваемого воздуха 4900 кубометра в час.
• Уровень создаваемого шума не превышает 55 дБ.
• Стоимость такого агрегата порядка 725 тысяч рублей.

Какими характеристиками должен обладать кондиционер для серверной

В первую очередь важен не тип кондиционера, который выбран для помещения серверной, а продолжительность бесперебойной работы. Он должен работать круглый год в лютые холода и летнюю жару. Никаких отключений на перерыв или выходной быть не должно. Именно поэтому лучше сразу брать агрегат с зимним комплектом, потому что иначе он не сможет работать в холодный сезон.

Климатическое оборудование для серверной должно отвечать следующим требованиям:

Определенные требования есть к протяженности фреоновой магистрали. Если серверная расположена далеко от наружной стены постройки, то предельной длины трассы некоторых моделей может не хватить для соединения наружного и внутреннего блоков. На рынке есть не так много производителей климатической техники, которые имеют в своем ассортименте модели с длиной фреоновой трассы более 15 м. Поэтому при выборе по этому показателю нужно учитывать место расположения серверной внутри здания.

Как выбирать кондиционер — основные критерии

Критерии выбора немногочисленны. И на первом этапе можно ограничиться тремя: надежность, производительность и вид (или способ размещения).

1. Надежность. Это комплексная характеристика, которая зависит от качества комплектующих и культуры заводской сборки, правильного монтажа и наличия сервисной поддержки. Долговечность и работоспособность самого прибора можно определить по репутации торговой марки. Есть рейтинги независимых агентств, которые оперируют статистическими данными, и позиции производителей в этих списках приблизительно совпадают. Но каким бы не был надежный кондиционер, устанавливать и обслуживать его должны сертифицированные исполнители.
2. Производительность. У большинства современных кондиционеров для квартиры есть две функции. Основная — охлаждение воздуха. Дополнительная — обогрев в качестве теплового насоса «воздух-воздух». При выборе по мощности в первую очередь рассчитывают возможности по основному назначению. А расчет «производительности холода» проходит сложнее, чем у отопительных приборов «производительности тепла». Здесь помимо объема помещения надо учитывать дополнительные параметры — количество проживающих, на какую сторону света выходит фасад, тепловую мощность выделяемую работающей бытовой техникой.
3. Размещение. Наиболее популярны сплит и мульти-сплит системы. Чтобы «локально» охладить небольшое помещение, иногда используют оконные или мобильные кондиционеры, которые относятся к моноблочным приборам.

Сплит-системы

Стандартные бытовые кондиционеры можно устанавливать только в маленьких серверных (один серверный шкаф с кондиционером), потому что их мощности не хватит на охлаждение средних площадей. При этом следует выбирать модели, которые разработаны производителем специально для работы в зимний период при температуре -30 – 40⁰ С (например, Daikin). В крайнем случае, сплит-систему необходимо сразу оборудовать зимним комплектом.

Следует отдавать предпочтение устройствам, которые комплектуются длинными фреоновыми коммуникациями, что также очень важно для удаленного размещения серверов. Приобретаемый кондиционер также должен очищать воздух от пыли, которая вредит компьютерной технике, оседая на чувствительных микроэлементах

Приобретаемый кондиционер также должен очищать воздух от пыли, которая вредит компьютерной технике, оседая на чувствительных микроэлементах.

Минус сплит-системы – локальные очаги застоявшегося горячего воздуха, до которых не может добраться активное оборудование и низкая влажность воздухопотока.

Критерии выбора кондиционера для магазина:

• Учитываем метраж торгового помещения. Общепринятая формула предполагает расчет мощности в соотношении с площадью – 1 кВт на 10м². Но тут необходимо учесть возможные нюансы: наличие высоких потолков, которые превышают допустимый уровень, много оборудования с теплоотдачей. Если существует большой поток покупателей, это также уменьшает циркуляцию холодного воздуха, ведь двери постоянно открываются, впуская с улицы теплые потоки.
• Особенности монтажа. Нужно учесть, где можно наиболее удачно монтировать конструкцию. Если архитектурные особенности здания не позволяют наружную установку, тогда необходимо искать альтернативный вариант привычным системам с двумя блоками.
• Тип кондиционера: настенный, мобильный, мультисплит-система, колонный, консольно-подпотолочный, мультизональный или кассетный кондиционер. Все опять же зависит от особенностей помещения, наличия окон, расположение комнат и т.д.

Необходимая мощность

Даже в том случае, если посоветовать лучший вариант сплит-системы взялся профессионал в климатическом оборудовании, покупателям все равно придется познакомиться с понятием охлаждающей мощности кондиционера. Итак, мощность охлаждения (или обогрева) – основной критерий, который следует учитывать, чтобы правильно подобрать оптимальную модель.

Из вышесказанного следует, что необходимая охлаждающая мощность сплит-системы для двухкомнатной квартиры будет ниже, чем у кондиционера, устанавливаемого в загородном доме.

Расчет по площади помещения

При расчете необходимой мощности охлаждения (Q) важно учитывать несколько параметров, которые применяются в формуле Q= Q1+ Q2+ Q3, где:

• Q1 – все тепло, которое поступает от окон, стен, потолка и пола, на этот показатель влияют размеры и площадь комнаты, высота потолков, коэффициент освещенности;
• Q2 – все тепло, которое поступает от находящихся в помещении людей;
• Q3 – тепло, приходящее от бытовых электроприборов (например, для кухни потребуется более мощный кондиционер, чем для спальни, так как много тепла выделяют холодильник и плита).

Однако есть и другая формула, которая упростит подбор оптимальной мощности охлаждения: 1 кВт на каждые 10 м2 и еще плюс 0,5 кВт, если в помещении установлен крупногабаритный электроприбор.

Приток воздуха и мощность

Использование кондиционера для охлаждения воздуха в комнате предполагает его работу при закрытых окнах.

Для решения задачи проветривания специалисты рекомендуют не открывать окна в доме, перегружая компрессор кондиционера, а установить систему приточной вентиляции, которая имеет определенную производительность. Зная производительность системы, можно рассчитать объем поступающего через нее воздуха и правильно выбрать необходимый показатель мощности кондиционера.

Описание «пятерки», «семерки» и «девятки»

Специалисты, работающие с климатической техникой, часто употребляют по отношению к кондиционерам такие определения, как «пятерка» или «девятка». Эта маркировка сплит-систем связана с их тепловой мощностью, измеряемой в BTU (британских тепловых единицах).

Таким образом, ответ на вопрос, что такое «пятерка», достаточно прост — это сплит-система, охлаждающая мощность которой равна 5000 BTU (или 1,5 кВт). Соответственно мощность «семерки» составляет 7000 BTU (или 2,1 кВт).

Технические характеристики кондиционеров для офиса

Удобство использования и дальнейшее обслуживание прибора напрямую зависит от комплектации и технических параметров прибора. 

Также это влияет и на стоимость кондиционера. Поэтому ответственно отнеситесь к следующим факторам при покупке климатической техники:

• Мощность. Этот показатель вычисляется с учетом таких факторов, как площадь кабинета, высота потолков, количество и размер окон. В офисных помещениях средняя высота потолка 2,5-3 м, в расчетах отталкиваетесь от нормы 1кВт на 10 кв. м. Если окна выходят на солнечную сторону, то необходимая мощность увеличивается на 20 %.
• Переключение тепло/холод. Приборы, которые могут переключаться в этих двух режимах стоят дороже, но использовать их можно круглогодично. Температурный режим этих моделей шире и составляет от – 5 °С до + 40 °С.
• Вентиляция. При работе кондиционера важны не только нагрев и охлаждение воздуха, но также его активная циркуляция. Эту функцию обеспечивает вентиляция. Самые лучшие модели кондиционеров в этом плане – канальные. Они забирают воздух с улицы.
• Управление. Для офиса подойдут модели с функциями автоматического отключения, а также оснащенные звуковыми и световыми сигналами. Большинство сплит-систем управляются с помощью инфракрасного пульта, чтобы дает возможность дистанционного переключения режимов.
• Уровень шума. Для офиса подойдут модели, в которых внешний и самый шумный блок выведены наружу. Так громкость работающей системы не будет негативно сказываться на сотрудниках.

Необходимость кондиционера в квартире

Прежде чем ответить на вопрос, какой кондиционер выбрать для квартиры, определимся, необходима ли вообще такая система в жилом помещении. Можно ли без нее обойтись? В принципе, хоть для жилых помещений нормативными документами и установлена оптимальная температура в летний период, но жестких ограничений для в поддержания не прописано.

Как правильно выбрать кондиционер в квартиру? Основным документом в котором прописаны санитарно-гигиенические требования по параметрам микроклимата для жилых и общественных сооружений является ГОСТ 30494-2011. Для теплого периода года в нем указаны такие оптимальные и допустимые параметры температуры:

• оптимальные – 22–25 °C;
• допустимые – 20–28 °C.

Этих границах температур человек в жаркое время года чувствует себя комфортнее всего. Но существует и один нюанс

Также важно ориентироваться и на температуру наружного воздуха. Если люди находятся в помещении постоянно не покидают его, то они привыкают к установившейся температуре

Но если приходится выходить на улицу и снова возвращаться в охлажденное помещение, то целесообразно устанавливать температуру не ниже 10 °C от уличной. В таком случае резких перепадов не будет, и человеческому организму легче приспособиться к постоянному изменению окружающей температуры. Исходя из этих ограничений чаще всего и выбирают кондиционер в квартиру. Купить его необходимо после подбора и определения характеристик.

Способы кондиционирования серверной

На сегодняшний день охлаждение серверных помещений может осуществляться по трем вариантам:

Охлаждение зала

Охлаждение в масштабе всего помещения для серверов, или, как говорят специалисты, на уровне зала, выглядит следующим образом.

В зале просто устанавливают климатическое оборудование, которое охлаждает воздух. Сам же воздух может выбрасываться в пространство комнаты, или при помощи фальшпола попадать прямо к стойкам. Это довольно эффективный и удобный способ, поскольку при использовании фальшпола можно также смонтировать вентиляторы для отдельных шкафов.

Главный недостаток такого варианта – неравномерное распределение воздушных потоков, из-за чего температура возле стоек получается разной. Кроме того, в этой системе нагревшийся и охлажденный воздух смешиваются, а значит, для охлаждения стоек потребуется больше энергии. Часть мощности пропадает еще и потому, что определенная доля воздуха возвращается в охладитель  в обход компьютерного оборудования.

Эти недостатки необходимо учесть еще на стадии разработки и, по возможности, обойти за счет использования различных профессиональных хитростей.

Охлаждение отдельных рядов

При охлаждении отдельных рядов воздушные потоки движутся более предсказуемо, да и пути их движения короче. Каждый блок кондиционера «отвечает» за поддержание температуры на небольшом пространстве, что позволяет обойтись без мощных вентиляторов и снизить, таким образом, расходы на электроэнергию.

Особенно эффективно данная система кондиционирования масштабных серверных и дата-центров, когда коридоры для горячего и холодного воздуха изолированы. Для максимального эффекта можно оборудовать каждый ряд специальными установками, которые будут всасывать нагретый воздух, остужать его и выбрасывать в холодный коридор.

Кондиционирование отдельных серверных стоек

При охлаждении отдельных стоек каждый шкаф фактически имеет собственный кондиционер. При этом внутри шкафа есть изолированные пространства для движения нагретого и охлажденного воздуха.

Благодаря этому воздух, циркулирующий внутри шкафов, не попадает в помещение, в котором он располагается. Это значит, что кондиционер установлен правильно, работает с высоким КПД и его мощность используется полностью.

Подобный способ охлаждения будет стоить дороже перечисленных выше других способов. Он целесообразен к применению в тех случаях, когда предполагается охлаждение помещений с мощным компьютерным оборудованием, которое подразумевает наличие в зале мест с высоким выделением тепла.

Виды систем кондиционирования воздуха

Основные отличительные признаки видов систем кондиционирования и их классификация

Отличительный признак	Классификация
Объект применения	— комфортные — технологические
Размещение оборудования	— местные — центральные
Принцип работы	— прямоточные — рециркуляционные — комбинированные
Наличие/отсутствие собственного источника тепла/холода	— автономные — нуждающиеся только в электроэнергии извне — неавтономные: 1. воздушные 2. водовоздушные (несут воду/воздух, тепло/холод)
Регулирование параметров	— качественное — количественное
Количество помещений	— однозональные — многозональные
Степень обеспечения метеоусловий	— I класса (соответствие нормативным документам) — II класса (соответствие санитарно-гигиеническим нормам) — III класса (соответствие допустимым нормам)
Производительная мощность	— бытовые (6-8 кВт) — полупромышленные (от 6 кВт) — промышленные (20-25 кВт)
Структура	— моноблок (оконный, мобильный) — сплит-система (настенная, напольно-потолочная, кассетная, канальная) — мультисплит-система — центральная система (руф-топ, чиллер и фанкойл, центральный кондиционер) — прецизионный

Виды кондиционирования для серверных комнат

В помещении для различного оборудования можно установить следующие виды климатических приборов:

1. Прецизионный кондиционер для серверной – это самый дорогой агрегат, выбор которого не всегда оправдан. Он подходит для большого помещения. Не все прецизионные модели поддерживают заданную температуру, иногда погрешность доходит до трех градусов. Как правило, в серверной устанавливают моноблок, имеющий выносной конденсатор, поэтому во время работы слышен сильный шум. Еще одним минус подобных приборов в их высокой стоимости. Они в 3 раза дороже полупромышленного устройства инверторного типа японского изготовления. Единственный плюс в выносном конденсаторе, что позволяет оборудованию работать и зимой.
2. Чаще всего устанавливают сплит-систему. Настенные кондиционеры для серверной – это доступный, универсальный и недорогой вариант. Он подходит даже для самого маленького помещения. Лучше применять полупромышленный кондиционер с зимним комплектом, который отличается надежностью и функциональностью.
3. В зимнее время можно использовать приточную вентиляцию. Для управления потоком холодного воздуха применяют заслонки. Этот вариант комбинируют со сплит-системами, которые запускают только летом. Преимущество приточной вентиляции зимой в экономии электроэнергии и ресурсов сплит-систем. Недостаток связан с тем, что установить такую вентиляцию можно не везде. Обычно их применяют на станциях сотовых коммуникаций.
4. Кондиционеры инверторного типа отличаются плавной регулировкой работы компрессора. Причем вентилятор во внешнем блоке бывает нерегулируемым. Преимущества подобных агрегатов состоят в низком энергопотреблении, защите от пусковых токов, повышенной пиковой производительности, высоком КПД при условии неполной загрузки и возможности точного поддержания заданной температуры. Однако эти приборы отличаются сложностью конструкции и обилием различных датчиков и узлов. Из-за технической сложности техники ее надежность меньше, ведь всегда существует вероятность, что какой-то датчик или прибор выйдет из строя.

Выбор мощности кондиционера

Мощность кондиционера для серверной один из основных параметров, на который следует обращать внимание при выборе. При этом необходимо помнить о том, что каждый дополнительный киловатт приводит к значительному удорожанию агрегата. Пример кондиционирования серверной комнаты

Пример кондиционирования серверной комнаты

Поэтому, для определения экономически целесообразной модели кондиционера необходимо учитывать целый ряд факторов:

• Рассеиваемая тепловая мощность. Данный показатель определяется исходя из 70% суммарной мощности блоков питания всей эксплуатируемой компьютерной техники и 20% мощности источников бесперебойного питания.
• Удельная стоимость компьютерной техники, которая определяется отношением цены оборудования к рассеиваемой мощности.

Исходя из этих данных, при помощи несложной таблицы и выполняется расчет кондиционера для серверной. При этом стоит учитывать то, что мощность климатической техники минимум в два раза должна превышать рассеиваемую мощность.

Прецизионные климатические системы

Прецизионными системами обозначаются кондиционеры высокой точности. Они позволяют обеспечить кондиционирование серверных комнат большой площади и с большим количеством установленного оборудования. Такая техника позволяет точно регулировать температурный режим с точностью до 0,5 градуса, а влажность до 5%.

Схема устройства прецизионных климатических систем

Преимущества прецизионных систем перед обычными системами кондиционирования:

1. Высокий уровень мощности, позволяет обеспечивать необходимый режим микроклимата в больших помещениях, со значительным количеством размещённого в нём оборудования.
2. Точное определение параметров подаваемой воздушной струи.
3. Длительный период работы в непрерывном режиме.
4. Высокая степень надёжности.
5. Сохраняет работоспособность при значительных перепадах температуры. Такие кондиционеры можно оборудовать в «холодных» помещениях.
6. Система снабжена блоком дистанционного управления и контроля.
7. Легко интегрируются в единую систему кондиционирования здания.
8. Небольшой уровень создаваемого шума.
9. Многие производители серверного оборудования предоставляют дополнительные гарантии при оборудовании в помещении прецизионных кондиционеров.

Так как оборудование кондиционерами серверных комнат имеет большое значение, при выборе и подборе оптимальных моделей стоит обратиться за квалифицированной помощью к специалисту. Только профессионал поможет произвести все расчёты, позволит избежать ошибок и гарантирует установку надёжного, эффективного и долговечного оборудования с минимальными финансовыми затратами.

https://youtube.com/watch?v=WRoDuJgXsgU