So sánh điều hòa chính xác và điều hòa dân dụng
Ưu điểm nổi bật của các dòng điều hòa chính xác Hãng EMERSON
Ngày nay, khái niệm điều hòa chính xác đã trở nên khá phổ biến, được nhiều doanh nghiệp hoạt động trong các các lĩnh vực viễn thông, công nghệ thông tin, ngân hàng, bảo hiểm, công nghệ sản xuất vi mạch điện tử…
Máy lạnh chính xác được thiết kế và phát triển cho các trung tâm xử lý dữ liệu, 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. Hoạt động liên tục 24 giờ/ngày, 365 ngày/năm
Các hệ thống làm mát thông thường chỉ hoạt động 8-12 giờ mỗi ngày.
Trong khi đó, các thiết bị viễn thông và công nghệ thông tin trong một trung tâm dữ liệu lại hoạt động suốt 24 giờ mỗi ngày, 365 ngày mỗi năm.
Thiết bị sinh ra một lượng nhiệt rất lớn, 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
Điều hòa thường không thể làm mát được lượng nhiệt phát sinh rất cao trong các DC, 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 °C ± 1 °C và có thể phản ứng một cách nhanh chóng trước sự thay đổi trong tải nhiệt để ngăn ngừa những 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.
Nếu 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 có thể làm hư hại thiết bị.
Máy điều hòa không khí chính xác có khả năng điều khiển độ ẩm ở mức 60 ± 3% RH, giúp máy móc, thiết bị hoạt động hiệu quả và an toàn với năng suất cao.
3. 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 chính xác 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 thông thường sử dụng 50% năng lượng để làm mát và 50% năng lượng để khử ẩm.
Máy DHCX PAC 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 ĐHCX 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 TTDL, 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, TTDL 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 5µm, khả năng lọc của máy lên đến 99%.
Đối với các loại hạt bụi có kích thước trên từ 0.5 – 5µm, khả năng lọc của máy là 80%.
Máy lạnh Emerson còn hỗ trợ chế độ chạy dự phòng với máy chạy và máy nghỉ, 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.
Một số thuật ngữ phổ thông
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 …).
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): Thông thường điều hòa khi phát ra công suất lạnh sẽ bị mất đi một phần do các yếu tố nội tại của điều hòa (như quạt, lọc gió …)
SHR (Sensible Heat Ratio) (Hệ số nhiệt hiện):
EER (Energy Efficiency Ratio) ( Hệ số hiệu suất năng lượng điều hòa):
Thông thường sẽ có hai kiểu đơn vị là Btu/kW hoặc KW/KW.
Air Flow (Lưu lượng gió): được tính theo đơn vị m3/giờ (hoặc/phút) 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 của tải nhiệt 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, 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 gió thổi dưới sàn và một số biến thể phổ biến để chỉnh các góc gió cho phù hợp với hạ tầng mặt bằng 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 hiểu nhầm về hiệu suất và độ ổn định của điều hòa.
Có thể sử dụng điều hòa dân dụng cho các phòng IT nhỏ?
Không phải tất cả các phòng IT nhỏ đều thích hợp sử dụng điều hòa dân dụng.
Khi công suất điện tiêu thụ trong phòng máy chủ là nhỏ dưới 3kW, có thể cân nhắc sử dụng các điều hòa dân dụng 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: Khi sử dụng máy điều hòa dân dụng, trong các phòng IT 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 dân dụng 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 (có thể gắn thêm các hệ thống theo dõi hoặc máy dự phòng) 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.
Điều hòa dân dụng tiềm tàng các nguy cơ rò rỉ rước, cháy nổ, hư hỏng đột ngột không được dự báo trước.
Ảnh hưởng của môi trường (nhiệt độ và độ ẩm, ăn mòn, gió…) là nhỏ và có thể dự trù?
Suy nghĩ này là sai.
Phần lớn các hệ thống điều hòa sẽ bị sụt 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 nhưng thiết bị chỉ có thể duy trì được công suất tối thiểu.
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°C.
Khi 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 hệ thống khác cộng vào.
Gió thổi ngược dàn nóng trong 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°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 tự cung cấp một phần công suất để khử ẩm tự nhiên nếu độ ẩm ngoài dải thiết kế, hoặc thậm chí kích hoạt mạch khử ẩm chủ động.
Khi kích hoạt mạch khử ẩm chủ động, điều hòa 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 TTDL 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.
Công suất tiêu tốn điện năng hơn rất nhiều so với chế độ vận hành thông thường.
Thiết kế điều hòa cho TTDL không cần quan tâm đến lưu lượng gió
Điều này là sai.
Lưu lượng gió của máy điều hòa thực ra phản ánh chính xác công suất cấp lạnh của máy điều hòa đến thiết bị. Khi thiết kế cho một TTDL 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 50 m3/giờ thì về lý thuyết là máy điều hòa đó cấp là đủ. Nhưng nếu vì lý do phân phối không đều: Khu vực gần máy điều hòa lại bị cấp dư đến 80m3/giờ, khu vực ở xa khuất còn lại sẽ còn 25 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 TTDL, phòng sạch, phòng thử nghiệm…
Cần phải xem xét rất nhiều yếu tố liên quan 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.
Với bề dày kinh nghiệm, Hãng Vertiv Emerson có thể cung cấp các giải pháp tổng thể tòa nhà: Để giải quyết các 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”.
Hãy đặt nền móng cho sự hợp tác bằng cách gọi cho tôi
(Mr Hoàng) Hotline: 0374585868
Website: VOIMT.COM
