Ngày nay, điều hòa công nghiệp chính xác đã trở nên phổ biến, được nhiều doanh nghiệp hoạt động trong các các lĩnh vực viễn thông, công nghệ sản xuất vi mạch điện tử… Đưa PAC vào sử dụng và được xem là: Một trong những giải pháp tối ưu nhất giúp bảo vệ máy móc, thiết bị tránh các thiệt hại và hư hỏng do hoạt động quá tải trong điều kiện thời tiết nóng ẩm.
Hãng Vertiv ( Emerson) – Hoa Kỳ đã đưa ra các giải pháp làm mát tiên tiến. Đây là dòng máy lạnh chính xác, được thiết kế và phát triển cho các nhà cung cấp Internet, TTDL, phòng máy viễn thông hoặc các trung tâm xử lý môi trường, phòng sạch, nơi sử dụng các thiết bị có tải nhiệt lớn… Hệ thống máy lạnh chính xác Emerson có những ưu điểm nổi trội, khác biệt hoàn toàn so với máy lạnh thông thường như sau:
1. Điều hòa công nghiệp chính xác hoạt động liên tục 24 giờ/ngày, 365 ngày/năm.
Các hệ thống làm mát Điều hòa công nghiệp thông thường chỉ hoạt động 8-12 giờ mỗi ngày. Trong khi đó, các thiết bị viễn thông và CNTT trong một TTDL lại hoạt động suốt 24/24h, 365 ngày mỗi năm. Tải sinh ra một lượng nhiệt rất lớn và đòi hỏi phải được làm mát thường xuyên để có thể hoạt động một cách chính xác và tin cậy. Những máy điều hòa thông thường sẽ nhanh chóng mất đi hiệu suất ban đầu và sẽ bị hư hỏng nếu hoạt động liên tục. Máy điều hòa không khí chính xác được thiết kế để chạy liên tục, bền bỉ mà vẫn đảm bảo hiệu suất làm việc cao.
2. Điều khiển chính xác nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xung quanh.
Những hệ thống điều hòa thường không thể làm mát được lượng nhiệt phát sinh rất cao trong các TTDL, Đặc biệt là: Các trung tâm có sử dụng máy chủ hiệu năng cao. Các trung tâm này có thể sinh ra một lượng nhiệt lớn gấp 6-10 lần lượng nhiệt của một văn phòng bình thường. Máy điều hòa không khí chính xác giúp duy trì nhiệt độ luôn ở mức 22 độ C ± 1 độ C. Và có thể phản ứng một cách nhanh chóng trước sự thay đổi trong tải nhiệt để phòng biến đổi bất thường của nhiệt độ.
Để đảm bảo các thiết bị hoạt động ổn định, việc duy trì độ ẩm thích hợp trong các trung tâm dữ liệu cũng quan trọng không kém. độ ẩm quá cao, hơi nước trong không khí có thể ngưng tụ và gây ra ăn mòn bên trong thiết bị cũng như gây đoản mạch. Nếu độ ẩm quá thấp, sự tích trữ dòng điện tĩnh đến một cường độ đủ lớn có thể làm hư hại thiết bị. Máy điều hòa không khí chính xác có khả năng điều khiển độ ẩm ở mức 50 ± 5% RH, giúp máy móc, thiết bị hoạt động hiệu quả và an toàn với năng suất cao.
3. Điều hòa công nghiệp hiệu suất cao
Trong tiến trình làm lạnh, các máy điều hòa thông thường sẽ làm mát và khử ẩm không khí. Dòng máy lạnh chiller Emerson có khả năng làm mát không khí và điều khiển độ ẩm ở mức thích hợp nên cùng một công suất, nó sẽ có khả năng làm mát cao hơn máy thông thường. Trong khi máy điều hòa thường sử dụng 50% năng lượng để làm mát và 50% năng lượng để khử ẩm thì: Máy điều hòa chính xác chỉ sử dụng 5% năng lượng để khử ẩm và 95% còn lại để làm mát không khí, do đó hiệu suất làm lạnh của máy điều hòa chính xác cao hơn rất nhiều mà lại ít tiêu hao năng lượng và tiết kiệm điện một cách tốt nhất.
4. Điều khiển lưu lượng khí lớn
Đối với một trung tâm dữ liệu, lưu lượng khí cần thiết phải lớn hơn rất nhiều lần để đảm bảo dòng khí làm mát thổi đầy đủ đến các máy chủ. Nếu không cung cấp đủ lưu lượng không khí phù hợp, trung tâm dữ liệu sẽ phát sinh ra những điểm nóng và những biến đổi bất thường của nhiệt độ, gây ra hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ thiết bị. Máy điều hòa chính xác có khả năng điều khiển lưu lượng khí lớn, hạn chế các vấn đề phát sinh do khí nóng gây ra.
5. Bộ lọc không khí đạt tiêu chuẩn cao
Máy điều hòa chính xác có khả năng lọc sạch không khí ở mức rất cao. Đối với các loại hạt bụi có kích thước trên 5 micrômet, khả năng lọc của máy lên đến 99%. Đối với các loại hạt bụi có kích thước trên từ 0.5 – 5 micrômet, khả năng lọc của máy là 80%.
Ngoài ra, Điều hòa công nghiệp máy lạnh Emerson còn hỗ trợ chế độ chạy dự phòng, cho phép kết nối tới nhiều hệ thống khác nhau như giám sát môi trường, hệ thống báo cháy, chữa cháy…, Đáp ứng đầy đủ nhất nhu cầu giải nhiệt tập trung, tối ưu hóa khả năng giải nhiệt, duy trì độ ẩm thích hợp, lọc bụi, phân phối chính xác lưu lượng khí lạnh cho các môi trường tải nhiệt tập trung cao.
Điều hòa công nghiệp chính xác và một số thuật ngữ phổ thông ngành điện lạnh
- Sensible Heat (Nhiệt hiện):
Được hiểu là phần công suất được phát ra nhằm mục đích thay đổi nhiệt độ (gây tăng giảm nhiệt độ).
- Latent Heat (Nhiệt ẩn):
Được hiểu là phần công suất được phát ra để phực vụ sự thay đổi trạng thái (khí qua lỏng…).
Quá trình này không gây ra sự tăng/giảm nhiệt độ (ẩn).
- Total Cooling Capacity (Tổng công suất lạnh):
Được hiểu là tổng công suất của điều hòa gồm cộng cả hai nhiệt ẩn và nhiệt hiện cùng lúc.
- Net/Gross (Công suất thực/Công suất toàn phần):
Công suất lạnh sẽ bị mất đi một phần do các yếu tố nội tại của điều hòa (như quạt, lọc gió …) Nên công suất toàn phần của điều hòa sẽ lớn hơn khá nhiều so với công suất phát ra
- SHR (Sensible Heat Ratio) (Hệ số nhiệt hiện):
Là chỉ số được tính bằng Công suất nhiệt hiện chia cho công suất toàn phần.
- EER (Energy Efficiency Ratio) ( Hệ số hiệu suất năng lượng điều hòa):
Được tính bằng công suất lạnh/ công suất điện tiêu thụ của điều hòa được xác lập ở một điều kiện chuẩn cố định (Btu/kW)
- Air Flow (Lưu lượng gió):
Được tính theo đơn vị m3/giờ: Với tổng dung tích gió được thổi ra từ hệ miệng hệ thống điều hòa ứng với một áp suất cụ thể.
Cấu tạo mô hình điều hòa thông dụng trong TTDL
Mô hình điều hòa thông dụng nhất trong TTDL phổ biến là: Mô hình máy điều hòa thổi sàn với cấu trúc tủ đứng và giải nhiệt bằng dàn nóng giải nhiệt ngoài trời. Luồng khí nóng tỏa ra từ phía sau lưng thiết bị được điều hòa hút về từ phía bên trên, tái xử lý, tách ẩm tách bụi và làm lạnh sau đó được thổi phía dưới sàn và luồng khí lạnh được thổi ngược lên mặt trước của thiết bị.
Một số kiến trúc gió thổi và biến thể trong điều hòa chính xác
- Kiến trúc thổi sàn và một số biến thể phổ biến để chỉnh các góc gió cho phù hợp với hạ tầng TTDL.
Kiến trúc thổi gió trên thường gặp
- Các biến thể ít gặp khác của hướng thổi gió trên
| Kiến trúc gió : Thổi trên – Hút Ngang | Kiến trúc gió : Thổi trên – Hút ngang dưới sàn | Kiến trúc gió : Hút ngang bên dưới và thổi ngang bên trên |
| Thích hợp : Không dùng sàn kỹ thuật và phòng độ cao thấp dưới 3m | Thích hợp : Sàn kỹ thuật lớn hơn 400mm (hoặc hút ở phòng bên dưới). | Thích hợp : Phòng nhỏ, không có sàn kỹ thuật |
Một số lưu ý phổ biến trong vấn đề hiệu suất và độ ổn định của điều hòa công nghiệp thông thường.
Không phải tất cả các phòng máy tính nhỏ đều thích hợp sử dụng điều hòa thương mại – dân dụng.
Khi công suất điện tiêu thụ trong phòng máy chủ là nhỏ dưới 4kW,
có thể cân nhắc sử dụng các điều hòa dân dụng – thương mại
khi các máy chủ thuộc về các hệ thống ít quan trọng hơn
và có thể chấp nhận gián đoạn hoặc bị giảm một phần hiệu năng khi nhiệt độ cao.
Việc sử dụng các máy điều hòa này sẽ đem lại hiệu quả kinh tế hơn do giá thành hợp lý với phân khúc.
Khuyến nghị:
Máy điều hòa thương mại – dân dụng,
trong các phòng máy tính nhỏ cần lưu ý bố trí phù hợp không gian lắp đặt hợp lý :
Gồm các hướng thoát nước, rủi ro máy lạnh chảy nước,
ngăn ngừa bụi lọt vào phòng vì các máy lạnh công nghiệp không được thiết kế để làm vệ sinh,
sửa chữa an toàn so với các hệ thống máy lạnh chuyên dụng.
Các máy lạnh dân dụng và thương mại cần nâng cao tần suất bảo trì và kiểm tra định kỳ
do không được thiết kế để chạy suốt 24/24 trong nhiều tháng, hay nhiều năm.
Các phòng máy thường xuyên không có người giám sát vận hành thì không nên trang bị các hệ thống làm mát dân dụng
do tiềm tàng các nguy cơ rò rỉ rước, cháy nổ, hư hỏng đột ngột không được dự báo trước.
Điều hòa sẽ giảm công suất lạnh khi môi trường bên ngoài có độ ẩm thấp hoặc nhiệt độ đặc biệt cao.
Việc thiết bị có thể chạy được ở nhiệt độ cao không có ý nghĩa bằng tại nhiệt độ cao đó,
thiết bị có thể duy trì được công suất tối thiểu bao nhiêu
và sẽ có sự khác biệt rõ ràng với từng dòng máy, loại dàn nóng và phương thức lắp đặt.
Một số nơi có thể gây sụt giảm 70-80% công suất khi nhiệt độ môi trường lên trên 40 độ C.
Lưu ý khi chọn điều hòa công nghiệp thông thường
Khi lựa chọn thiết kế, người kỹ sư phải đảm bảo nếu nhiệt độ cao kéo dài tại khu vực lắp đặt, hệ thống điều hòa phục vụ cho TTDL phải giữ được công suất đảm bảo mức tối thiểu thiết kế. Nhiệt độ cao ở đây có thể được hiểu bao gồm cả 2 yếu tố “nền nhiệt không khí cao ”hoặc” do bức xạ xung quanh (Nắng chiếu thẳng dàn nóng) hoặc nguồn nhiệt từ các dàn nóng khác.
Gió thổi ngược dàn nóng trong điều kiện thời tiết nóng cũng sẽ làm giảm công suất của điều hòa, cần tính đến các yếu tố này tránh các hậu quả bất lợi. Các máy phải vận hành trong điều kiện khắc nghiệt sẽ nhanh chóng hư hỏng hơn so với các điều kiện vận hành tiêu chuẩn. Bên cạnh đó hiệu suất lạnh sẽ bị tụt giảm và gây giảm công suất lạnh phát ra của thiết bị.
Khuyến cáo:
Đối với các nước có mùa hè nóng kéo dài,
công suất của điều hòa vẫn phải giữ mức tốt thiểu ở nhiệt độ môi trường nóng 40 độ C liên tục.
Thiết kế lắp đặt dàn nóng tránh phả hơi vào nhau và phải có cơ cấu che nắng gắt vào dàn nóng.
Các khu vực có khí hậu biển phải thiết kế phủ lớp chống ăn mòn giàn nóng do tiếp xúc thường xuyên với tác nhân ăn mòn mạnh.
Thiết kế cho TTDL tập trung chọn công suất nhiệt hiện càng cao càng tốt
Điều này trên thực tế là không đúng.
Điều hòa sẽ cung cấp một phần công suất dưới dạng nhiệt ẩn để thực hiện quá trình khử ẩm
nếu độ ẩm của TTDL có độ ẩm thường xuyên cao hơn cài đặt trong một thời gian.
Kể cả khi điều hòa được lựa chọn để vận hành với hệ số nhiệt hiện =1 (tức không có nhiệt ẩn),
điều hòa vẫn sẽ tự cung cấp một phần công suất để khử ẩm tự nhiên nếu độ ẩm tụt ngoài dải thiết kế,
hoặc thậm chí kích hoạt mạch khử ẩm chủ động.
Khi kích hoạt mạch khử ẩm chủ động, điều hòa công nghiệp thông thường sẽ tăng công suất máy nén
và kích hoạt bộ phận sấy nóng để hoàn trả độ ẩm và nhiệt độ về trạng thái ổn định.
Chế độ khử ẩm chủ động vốn tiêu tốn điện năng cao hơn so với các chế độ khác của điều hòa.
Khuyến nghị:
Trừ khi môi trường bên ngoài trung tâm dữ liệu có độ ẩm thấp hơn 50% trong thời gian rất dài,
phần lớn người thiết kế phải lựa chọn hài hòa cả công suất nhiệt hiện
và nhiệt ẩn, mức phổ biến nên lựa chọn là con số từ 5-10% công suất toàn phần phải là công suất nhiệt ẩn.
Khi đó điều hòa sẽ hạn chế kích hoạt mạch khử ẩm chủ động vốn tiêu tốn điện năng hơn rất nhiều.
Thiết kế điều hòa cho TTDL cần quan tâm đến lưu lượng gió
Lưu lượng gió của máy điều hòa thực ra phản ánh chính xác công suất cấp lạnh của máy điều hòa đến thiết bị.
Với một phòng máy chủ nhỏ, có công suất dưới 30kW,
đôi khi không cần quá bận tâm đến lưu lượng gió do máy điều hòa có công suất quạt đủ thổi đến mọi ngóc ngách của phòng.
Tuy nhiên khi thiết kế cho một trung tâm dữ liệu lớn,
vì lưu lượng gió tối đa của máy lạnh sẽ là một con số giới hạn nên các yếu tố cần phải cân nhắc sẽ bao gồm:
+ Tính toán đủ lưu lượng cấp đến các vùng khác nhau của TTDL bao gồm phần bị hao hụt,
mất mát trên đường vận chuyển xa.
+ Tính toán phân bổ đủ đến các khu vực cần thiết.
Chẳng hạn một thiết bị điều hòa tạo ra 100m3/giờ,
khi cấp đến hai khu vực khác nhau,
mỗi khu vực cần 50m3/giờ thì về lý thuyết là máy điều hòa đó cấp là đủ.
Nhưng nếu vì lý do phân phối khu vực đó lại bị cấp dư đến 80m3/giờ thì
khu vực ở xa khuất còn lại sẽ chỉ còn 20 m3/giờ.
Nên khu vực ở xa sẽ bị nóng cục bộ.
+ Tính toán khả năng điều chỉnh lượng nhiệt đủ nhanh của hệ thống điều hòa.
Nếu dung lượng điều hòa thấp, hoặc quá sát với ngưỡng cần thiết thì hệ thống sẽ mất nhiều thời gian để ổn định nhiệt độ.
Thông thường TTDL sẽ vẫn phát ra nhiệt khi mất điện nguồn.
Máy điều hòa sẽ tạm ngưng hoạt động, tuy nhiên UPS sẽ vẫn nuôi các hệ thống thiết bị vận hành sinh nhiệt, nên TTDL sẽ nóng lên rất nhanh.
Khi có điện (máy phát/lưới) phục hồi hệ thống phải được thiết kế để kịp kéo toàn bộ TTDL xuống ngưỡng an toàn
trước khi TTDL bị quá nhiệt gây tắt máy chủ và các thiết bị trọng yếu.
Máy nén biến tần/hoặc máy nén kỹ thuật số luôn có hiệu suất tốt hơn hẳn máy nén thông thường
Trên thực tế máy nén biến tần sẽ có đường cong hiệu suất tốt hơn với các mức tải thay đổi nhanh hoặc thiết kế sử dụng máy lạnh chạy với mức thấp.
Việc xem xét máy nén có tiết kiệm điện hơn phải xem xét các yếu tố:
Bước tải của máy nén ví dụ mức 25%, 50%, 75% hay 100% có khớp với các mức tải thực tế sử dụng.
Kết luận
Thiết kế và lựa chọn điều hòa cho các môi trường xử lý trọng yếu như TTDL, phòng sạch, phòng thử nghiệm…
Cần phải xem xét rất nhiều yếu tố liên quan trực tiếp đến môi trường vận hành đặc trưng của mỗi dự án
Để đảm bảo thiết kế đúng và không bị dư quá mức hoặc thấp hơn mức độ cần thiết.
Có những thông số sẽ hợp lý với điều kiện và nhu cầu của dự án này, nhưng sẽ không hoàn toàn phù hợp với dự án khác.
Người thiết kế cần nắm rõ các khái niệm quan trọng và làm việc với các nhà cung cấp để đảm bảo có số liệu rõ ràng chính xác.
“Những nhà sản xuất lớn có uy tín luôn có các tư vấn chính xác, rõ ràng với các thông tin đáng tin cậy có thể kiểm chứng được.
Đối với nhà phân phối ATD, với bề dày kinh nghiệm,
Chúng tôi có thể cung cấp các giải pháp tổng thể tòa nhà
để giải quyết nhiều vấn đề liên quan gián tiếp đến sự ổn định của hệ thống như các yếu tố phòng TTDL,
yếu tố cả tòa nhà, khí hậu hoặc các thiết kế các thiết bị ngoại vi như:
Chiller, tháp giải nhiệt và các thiết kế đặc biệt không gián đoạn lạnh theo các nhu cầu khác nhau”
Về Vertiv Emerson
Tại Việt Nam, Vertiv Emerson hướng đến việc cung cấp giải pháp làm mát hoàn chỉnh cho các trung tâm dữ liệu (TTDL) lớn và siêu lớn.
Điển hình là các TTDL như :
FPT Tân Thuận, FPT Fornix đều là các TTDL đạt tiêu chuẩn Uptime Tier 3, với tổng công suất lên đến 1700KW lạnh.
Hệ thống đáp ứng khả năng vận hành xuyên suốt 24/7/365
cùng với chính sách cung cấp vật tư dự phòng ngay tại công trình, đảm bảo sự yên tâm tuyệt đối cho khách hàng.
Hãy đặt nền móng cho sự hợp tác bằng cách gọi cho tôi
Hotline: Mr Hoàng 0388454589
