CHI TIẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA CHÍNH XÁC PHÒNG MÁY CHỦ
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA CHÍNH XÁC PHÒNG MÁY CHỦ
PHẦN II: CHI TIẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA CHÍNH XÁC PHÒNG MÁY CHỦ
1. Tổng thể hệ thống
Một hệ thống điều hòa chính xác thường gồm:
2. Các thành phần chính
A. Máy điều hòa chính xác CRAC CRAH
Đây là thiết bị trung tâm của hệ thống.
CRAC – Computer Room Air Conditioner
CRAC thường sử dụng: Máy nén lạnh; Gas lạnh; Dàn lạnh; Dàn nóng hoặc hệ thống giải nhiệt; Quạt EC Fan; Bộ điều khiển thông minh; Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
CRAC phù hợp với:
Phòng Server; Phòng IT; Phòng máy chủ vừa và nhỏ; Data Center quy mô nhỏ đến trung bình
CRAH – Computer Room Air Handler
CRAH thường sử dụng: Nước lạnh Chilled Water; Coil trao đổi nhiệt; Van điều khiển nước lạnh; Quạt EC Fan; Hệ thống Chiller trung tâm
CRAH thường được sử dụng trong: Data Center lớn; Trung tâm dữ liệu Tier III; Tier IV; Hệ thống có Chiller Plant
3. Hệ thống dàn nóng hoặc giải nhiệt
Tùy theo công nghệ làm lạnh, hệ thống có thể gồm:
Phương án 1: DX – Direct Expansion
Bao gồm: Dàn nóng; Máy nén; Quạt giải nhiệt; Đường ống gas; Van tiết lưu; Hệ thống điều khiển
Phương án này phổ biến cho phòng Server nhỏ và vừa.
Phương án 2: Chilled Water
Bao gồm: Chiller; Bơm nước lạnh; Đường ống Chilled Water; CRAH; Cooling Tower hoặc Dry Cooler; Van điều khiển; Bình tích áp/Bufffer Tank nếu cần
Phù hợp với Data Center lớn.
4. Hệ thống phân phối gió
Đây là phần cực kỳ quan trọng.
Mục tiêu là đưa khí lạnh đến đúng vị trí Rack Server.
Mô hình Cold Aisl /Hot Aisle: Trong Data Center chuyên nghiệp thường bố trí:
Có thể sử dụng thêm: Raised Floor – sàn nâng; Perforated Floor Tile; Air Grille; Return Air Plenum; Duct gió; In-Row Cooling; Overhead Air Distribution
Hot Aisle (hành lang nóng) trong hệ thống điều hòa chính xác (Precision Air Conditioning) là khu vực phía sau các tủ rack thiết bị IT, nơi tập trung luồng khí nóng thải ra từ máy chủ và được dẫn trực tiếp quay về dàn lạnh của điều hòa để xử lý
Đặc điểm và Vai trò
Phân luồng không khí: Các tủ rack được đặt quay mặt vào nhau tạo thành lối đi lạnh (cold aisle) và quay lưng vào nhau tạo thành lối đi nóng (hot aisle).
Ngăn trộn lẫn nhiệt độ: Giúp tách biệt hoàn toàn khí nóng và khí lạnh, không cho chúng hòa vào nhau gây giảm hiệu suất làm mát.
Tối ưu năng lượng: Giúp máy lạnh chính xác vận hành đạt hiệu suất cao nhất nhờ thu hồi chính xác nguồn nhiệt sinh ra từ thiết bị.
Tiêu chuẩn nhiệt độ: Nhiệt độ tại khu vực này thường duy trì trong khoảng từ 18°C đến 27°C theo khuyến cáo kỹ thuật
5. Hệ thống cảm biến môi trường
Phòng máy chủ nên có hệ thống cảm biến giám sát:
Cảm biến nhiệt độ
Theo dõi nhiệt độ: Đầu Rack; Giữa Rack; Cuối Rack; Cold Aisle; Hot Aisle; Đầu gió vào Server
Cảm biến độ ẩm
Theo dõi: Độ ẩm thấp; Độ ẩm cao; Nguy cơ tĩnh điện; Nguy cơ ngưng tụ
Các cảm biến khác
Cảm biến nước rò rỉ; Cảm biến khói; Cảm biến áp suất; Cảm biến luồng gió
Cảm biến cửa; Cảm biến bụi; Cảm biến môi trường
6. Hệ thống kiểm soát độ ẩm
Điều hòa chính xác thường tích hợp:
Humidifier – Tạo ẩm: Khi độ ẩm quá thấp:
Dehumidification – Khử ẩm: Khi độ ẩm quá cao.
Mục tiêu là duy trì môi trường ổn định cho thiết bị CNTT.
Một mức vận hành phổ biến là khoảng: Nhiệt độ: 18 – 27°C
Độ ẩm tương đối: theo thiết kế và yêu cầu vận hành thiết bị
Thông số chính xác nên được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn áp dụng, điều kiện khí hậu và khuyến nghị của nhà sản xuất thiết bị.
7. Hệ thống dự phòng N+1
Phòng Server không nên chỉ sử dụng một máy điều hòa.
Ví dụ:
Nhu cầu thực tế: 40 kW tải lạnh
Có thể thiết kế: PAC 1 = 20 kW; PAC 2 = 20 kW; PAC 3 = 20 kW; PAC 4 = 20 kW
Tổng công suất = 80 kW
Cấu hình N+1
Khi một máy gặp sự cố:
PAC 1 ✓
PAC 2 ✓
PAC 3 ✗
PAC 4 ✗
Hệ thống vẫn đáp ứng tải lạnh.
Các mức dự phòng phổ biến:
N
N+1
N+2
2N
8. Hệ thống điều khiển thông minh
Các máy PAC nên có khả năng:
Điều khiển tự động; Luân phiên hoạt động Lead/Lag; Tự động chạy máy dự phòng
Điều chỉnh tốc độ quạt EC Fan; Điều chỉnh công suất lạnh; Cảnh báo lỗi
Giám sát từ xa; Kết nối Modbus; SNMP; BACnet
9. Hệ thống giám sát BMS/DCIM
Một phòng máy chủ chuyên nghiệp nên giám sát tập trung:
Hạng mục: Nội dung giám sát
Precision AC: Trạng thái hoạt động, lỗi
Nhiệt độ: Cold Aisle/Hot Aisle
Độ ẩm: RH
Nguồn điện: Voltage, Current, kW
UPS: Load, Battery, Alarm
PDU: Dòng điện từng nhánh
Máy phát điện: Trạng thái, nhiên liệu
Rò rỉ nước: Leak Detection
Cửa: Door Access
Cháy: Smoke/Fire Alarm
10. Hệ thống phát hiện rò rỉ nước:
Đây là hạng mục rất quan trọng nếu sử dụng hệ thống nước lạnh.
Gồm: Cáp phát hiện rò rỉ; Cảm biến rò rỉ nước; Tủ điều khiển phát hiện rò rỉ; Bộ điều khiển báo động
11. Hệ thống nguồn điện cho điều hòa
Hệ thống PAC thường cần:
MCCB/MCB riêng; Tủ điện HVAC; ATS nếu có nguồn dự phòng
Nguồn máy phát; SPD chống sét lan truyền; Đồng hồ đo điện năng; Tiếp địa
12. Cấu hình đề xuất cho phòng máy chủ 12 Rack
Với mô hình 12 Rack như anh đã trao đổi trước đó, tôi đề xuất kiến trúc cơ bản:
Hạng mục nên có
02–03 máy Precision AC theo cấu hình N+1
Hot Aisle / Cold Aisle
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm
Leak Detection
Hệ thống giám sát BMS/DCIM
Tủ điện riêng cho HVAC
Nguồn máy phát dự phòng
Điều khiển Lead/Lag
Cảnh báo SMS/Email/SNMP
Phối hợp với hệ thống báo cháy và chữa cháy phòng máy
Tóm lại
Một hệ thống điều hòa chính xác hoàn chỉnh cho phòng Server/Data Center gồm:
Precision AC/CRAC/CRAH + hệ thống làm lạnh/giải nhiệt + phân phối gió + Hot/Cold Aisle + cảm biến nhiệt độ/độ ẩm + kiểm soát độ ẩm + Leak Detection + nguồn điện HVAC + dự phòng N+1/2N + BMS/DCIM giám sát tập trung.
