海瑞森对于IDC机房空调停电后的温升计算及解决办法
1. 机房高温的产生 根据机房高温的产生,从实践中归纳总结几点如下:
(1)网络机柜排列不合理;
(2)网络机柜发热密度过高,散热不良,造成局部过热;
(3)机房空调制冷量不够
(4)空调等制冷设备异常故障停机
(5)空调在市电断电再来电不能自启动,而其它设备因有UPS不间断电源供电,正常运行持续发热;
(6)电缆排列过密,电缆布放区域温度过热而导致电缆变软
(7)机房侧向阳面无隔热处理(针对南方机房)
2. 机房高温的危害
(1)磁盘磁带会因热涨效应造成记录错误
(2)计算机的时钟主频在温度过高都会降低
(3)网络设备传输误码率增高甚至失效
(4)服务器自动保护停止工作、服务器硬盘损坏
(5)铅酸密封免维护电池在高温情况下,使用寿命会急剧下降
上述情况如果不能及时处理,将会可能造成机器损坏、数据丢失甚至引起电源短路、火灾等事故。
3. 机房温度的控制
机房温度控制的是把前期建设的规划好,如供电保障、隔热措施,送风方式以及动力环境监控等
3.1供电保障 供电的保障将是整个通信系统的根本,外电断电后UPS保障机房的网络设备供电,空调此时将断电,在油机启动后保证空调供电,但这中间的时间差要控制住,这是机房温度控制的一个根本点,这将在后节(机房温升计算)有细化说明,将对外市电断电后至机房空调(油机供电)开始制冷这个时间段内的通信设备发热的计算过程
3.2隔热措施
隔热措施在机房建设中往往容易忽略是的机房顶部的隔热处理。 机房隔热措施包括:机房墙体隔热、楼板隔热以及机房局房隔热(局部房间隔热、设备局部隔热处理等)等隔热方式,能有效地对机房冷热区的分区进行控制
3.3动力环境监控
目前,动力环境监控在各大运营商的使用都已经普遍,也比较成熟,可以通过监控达到可见即所得的效果,提高对机房的管理
4. 机房温度的计算
4.1比热容
比热容(specific heat capacity)又称比热容量(specific heat),简称比热容,是单位质量物质的热容量,即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号c表示
物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种,定压比热容Cp是单位质量的物质在比压不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量;定容比热容Cv是单位质量的物质在比容不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的内能,饱和状态比热容是单位质量的物质在某饱和状态时,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量
设有一质量为m的物体,在某一过程中吸收(或放出)热量ΔQ时,温度升高(或降低)ΔT,则ΔQ/ΔT称为物体在此过程中的热容量(简称热容),用Cv表示,即Cv=ΔQ/ΔT
4.2机房温度计算实例
某通信数据IDC机房,面积302.96平方米,板下净高4米,放置网络机柜150架(单台功耗2千焦耳/秒)
计算:(1)按机房标准计算空调配置台数。(2)外市电断电后(20秒油机启动)机房最高温度
4.2.1按机房标准计算空调配置台数
按如下公式计算出空调配置数
Qt≥Q1+Q2 … (1)
——Qt 总制冷量(千焦耳/秒)。 ——Q1 室内设备总负荷
——Q2 环境热负荷(=0.1~0.18千焦耳每平方*机房面 积,南方取大值,北方取小值计算)
计算得出Qt≥150台×2千焦耳+302.96平方×0.18千焦耳每平方=300千焦耳+54.53千焦耳=354.53千焦耳
按单台制冷量70千焦耳/秒 计算需要5.4台,即6台空调,按3+1配置(3台主用1台备用,四台空调互为主备即轮流作为备机)空调需要配置8台制冷量70kW空调
4.2.2外市电断电后(20秒油机启动)机房最高温度
(1)计算步骤
首先是断电至油机启动这段时间内网络设备的发热量引起机房的温度变化
其次是空调启动后网络设备仍继续发热,计算出空调制冷量超过网络设备发热量时的温度,这也就是机房的最高温度
最后计算空调启动后需要多久能到达规范要求的控制温度, 20℃±2℃,计算机房温度回到20℃时的时间
(2)取值标准调按海瑞森生产的机房专用空调,70千焦耳/秒机房专用空调在湿度50%时,(24℃ DB,17.1℃ WB, 50%RH)时制冷量为67kW,空调开电后25秒内制冷量为标称制冷量的50%,25秒后能达到标称制冷量,即此空调为两系统,来电时启动第一台压缩机,25秒后启动第二台压缩机 由于启动电流影响上次油机以及开关,在设置空调启动时尽量不要设置成同时启动多台空调,在本题中设置每同时启动2台空调后间隔5秒启动2台据公式Cv=ΔQ/ΔT转换成比热容公式
Q = Cv·cH(t1–t0 )…(2) → t1 = Q/(Cv·cH)+t0 …(3)
Q——吸收的热量(单位焦耳)。 Cv——定容比热(单位焦耳每千克摄氏度)
cH—— 湿空气的湿比热(单位焦耳每千克摄氏度) t1 ——未温(单位℃)
t0——机房温度在20 ℃时的初温,即0=20 ℃