1500 W Soğutma, Prizden 1500 W Çekmek Değildir
Bir rack kabinde üç farklı watt değeri vardır: içerideki ısı, elektrik talebi ve dışarı atılan ısı. Doğrulanmış örnek; her değerin nasıl hesaplanacağını, kayıpların gözden kaçmasının nasıl önleneceğini ve soğutmanın ekipman hava girişinde nasıl sınanacağını gösterir.
- Soğutma Kapasitesi
- 1.500 W
- Kabin Yüksekliği
- 10U
- Şebeke Gerilimi
- 220 VAC
Sıcak Tarafta Daha Büyük Bir İş Vardır
Aşağıdaki örnekte soğutulan bir rack kabin 960 watt ısıyı uzaklaştırır, kaynaktan 1210 watt çeker ve aynı anda çevresine 1360 watt ısı verir. Burada çelişki yoktur. Her sayı, enerjinin farklı bir sınırdan geçişini ölçer. Bu sınırları anlamak hem yetersiz güç kaynağı seçimini hem de aşırı ısınan kurulumları önler.
Inventra S³ ACP20 iklimlendirmeli rack kabin buhar sıkıştırmalı soğutma kullanır ve 1500 W’a kadar kapasite sunar. Bu değer uzaklaştırılan ısıyı belirtir; kompresör tüketimini veya tüm kurulumun elektrik talebini göstermez. Bağlantılı teknik föy aynı azami soğutma değerini verir, ancak eksiksiz bir güç bütçesi için gerekli çalışma noktası haritasını içermez.
Soğutma sistemi ısıyı soğutulan hacimden daha sıcak çevreye taşır. Kompresör bu aktarımı yapmak için güç kullanır. Bu giriş gücü de ısıya dönüşür; dolayısıyla sıcak taraf, çekilen ısıya ek olarak soğutma sisteminin kendi tüketimini de dışarı atmalıdır. Bu sonuç soğutucu enerji dengesinden gelir.
Soğutma performans katsayısı, yani COP, uzaklaştırılan ısının kullanılan güce oranıdır. Soğutma COP değerinin birden büyük olması mümkündür; çünkü elektrik eşit miktarda “soğuğa” dönüşmez, ısıyı taşır. Verilen COP değerinin hangi fanları ve kontrolleri kapsadığını mutlaka belirtin.
Bu durum pratik bir yerleşim sorusu doğurur: atılan ısı nereye gidecek? Küçük bir barınağın içine ısı atan soğutucu, ihtiyaç duyduğu havayı bizzat ısıtabilir. Güneş etkisi de rack kabin yüzeyine ek yük bindirir. Gölgelik ve ısı atımı için açık alan, güç bağlantısıyla birlikte kurulum çiziminde yer almalıdır.
Uzaklaştırılan ısı, elektrik talebi ve dışarı atılan ısı üç farklı soruyu yanıtlar.
Soğutma Sınırlarını Çizin
Önce sıcaklığını kontrol etmeniz gereken hava hacminin çevresine bir çizgi çekin. Bu, ısıl sınırdır. Kararlı bir çalışma durumu için bu sınırın içinde açığa çıkan ısıyı ve sınırdan içeri giren ısıyı toplayın. Kurulumdaki her elektrik etiket değerini otomatik olarak eklemeyin.
Rack kabin içindeki bilgisayarlara %90 verimle 540 W sağlayan bir güç kaynağını ele alalım. Giriş gücü 540 ÷ 0,90 = 600 W’tır ve buna 60 W dönüşüm kaybı dâhildir. Bilgisayarların çıkış enerjisi rack kabin içinde kalıyorsa, 540 W yük ve güç kaynağındaki 60 W kayıp birlikte iç ısıya dönüşür. Girişteki 600 W’ı kullanmak ikisini de kapsar; 60 W’ı ayrıca eklemek aynı kaybı iki kez sayar.
Beslenen yükleri sınırın dışına taşırsanız hesap değişir: kabin ısısına yalnızca içeride kalan güç kaynağı ve kablo kayıpları eklenir. Dışarı aktarılan güç yine de saha elektrik bütçesinin parçasıdır. Rack kabin uzaktaki bir sensörü de besliyorsa bu ayrım önem kazanır.
| Kalem | Rack Kabin Soğutma Bütçesi | Saha Elektrik Bütçesi |
|---|---|---|
| İç Elektronikler ve Dönüşüm Kayıpları | İçeride açığa çıkan ısıyı ekleyin | Giriş güçlerini ekleyin |
| Harici Faydalı Yüke Gönderilen Güç | Dışarı aktarılan gücü çıkartın | Sağlanan gücü ekleyin |
| Rack Kabin Duvarlarından Giren Isı | Net içeri yönlü ısıyı ekleyin | Doğrudan elektrik girdisi yoktur |
| Soğutma Sistemi | Tutarlı bir net sınır kullanın | Tüm giriş gücünü ekleyin |
Etkin rack kabin ısıl iletkenliği 6 W/K, ortam havası 45 °C ve kabin havası 30 °C ise duvarlardan gelen ısı 6 × 15 = 90 W olur. İletkenlik, yalnızca yalıtım panelini değil ilgili tüm ısı yollarını kapsar. Isıl direnç analizi, metal ısı köprülerinin neden önemli olabileceğini gösterir. Güneş kazancı ve hava sızıntısı için sahaya özgü ayrı tahminler gerekir.
Bir watt, yalnızca seçilen sınırın içinde ısıya dönüştüğünde soğutma bütçesine girer.
Bir Kurulum, Doğrulanmış Üç Toplam
Genel bir soğutmalı rack kabin için aşağıdaki planlama değerlerini kullanalım. Bunlar ACP20 test sonucu değil, hesap girdileridir. Çalışmanın kararlı olduğunu, ısıtıcı talebi ve depolanan enerjide önemli değişim bulunmadığını, rack kabinden dışarı yararlı güç aktarılmadığını varsayalım.
İç yükler; bilgisayar devreleri için 540 W, güç kaynağı kaybı için 60 W, adaptörleriyle birlikte diğer ekipman için 180 W ve ayrı rack kabin fanları için 30 W’tır. Toplam 810 W eder. Önceki 90 W duvar kazancına, güneş ve hava sızıntısından geldiği varsayılan 60 W net kazancı ekleyin. Uzaklaştırılması gereken ısı 960 W olur.
Şimdi bu çalışma noktasında net soğutma COP değerini 2,4 varsayalım. “Net”, soğutma ünitesinin soğuk taraftaki kendi fan ısısının yararlı soğutma kapasitesine zaten yansıtıldığı anlamına gelir. Soğutma ünitesinin tüm fanlarını ve kontrollerini elektrik girişine dâhil edin. NIST’in soğutma performansı tanımları, soğutucu akışkan tarafındaki kapasite ile tüm ünitenin elektrik gücünün neden gelişigüzel karıştırılmaması gerektiğini gösterir.
Soğutucunun ihtiyacı 960 ÷ 2,4 = 400 W’tır. Böylece saha talebi 810 + 400 = 1210 W olur. Sıcak taraf 960 + 400 = 1360 W ısı atar. Bağımsız kontrol de aynı sonuca ulaşır: 1210 W elektrik girişi ile çevreden gelen 150 W, dışarı ısı olarak çıkan 1360 W’a eşittir.
Projede seçilen %20 soğutma payı, tasarım koşulunda 1152 W doğrulanmış net kapasite gerektirir. Bu pay, gerçek kararlı durum elektrik tüketimini %20 artırmaz. Payı ölçülen talepten ayrı tutun. Bu watt bütçesi; devre kesici, kablo veya jeneratör boyutlandırması da yapmaz. Bu seçimler için akım, güç faktörü, kalkış davranışı ve seçilen ekipmanın besleme gereksinimleri gerekir.
960 W soğutma yükü + 400 W soğutma ünitesi girişi = dışarı atılan 1360 W ısı.
Kapasiteyi Havanın Girdiği Yerde Doğrulayın
Azami soğutma değeri, bir kapasite eğrisi değildir. Hedeflenen ortam sıcaklığında, rack kabin ayar noktasında ve yapılandırmada mevcut net soğutma kapasitesini ve tüm elektrik girişini isteyin. Kapasitenin, hava sıcaklığını kontrol eden duyulur soğutmayı mı ifade ettiğini, yoksa nem alma yükünü de mi içerdiğini doğrulayın. Belirtilen bir çevresel kalifikasyonun o sıcaklıktaki azami soğutma çıkışını kanıtladığını varsaymayın.
Ayar noktasını düşürmek her zaman daha iyi değildir. Duvar örneğinde ortam 45 °C kalırken kabin sıcaklığını 30 °C’den 25 °C’ye indirmek, iletim kazancını 90 W’tan 120 W’a çıkarır. Soğutucu ayrıca ısıyı daha büyük bir sıcaklık farkı boyunca taşımak zorunda kalır. İdeal soğutma bağıntısı bu verim cezasını açıklar; ancak gerçek bir ünitenin COP veya kapasite düşüm eğrisini vermez.
Ardından kurulu ekipmanı inceleyin. Sıcak egzoz havası yeniden girişe dönüyorsa serin bir rack kabin sensörüyle sıcak bir ekipman hava girişi aynı anda görülebilir. Başka bir sorun da baypastır: soğutulmuş hava ekipmanın içinden geçmek yerine çevresindeki boşluktan dolaşır. ASHRAE hava dağıtımı kılavuzu bu iki farklı mekanizmayı açıklar. Nominal kapasiteyi artırmak tek başına ikisinin de giderildiğini kanıtlamaz.
Her cihazın gerçek hava girişini ve çıkışını belirleyin; bazı cihazlarda hava akışı yandandır. Kabloları ve yakındaki panelleri bu yollardan uzak tutun. Sıcaklık problarını, en yüksek yüklü cihaz ve egzoz dönüşü olabilecek girişler dâhil olmak üzere temsilî hava girişlerinin hemen önüne yerleştirin. Rack kabini, servis kapıları ve panelleri normal çalışma konumundayken sınayın.
Sıcaklıklar kararlı hâle gelene kadar temsilî ve sürekli bir iş yükü çalıştırın. En yüksek giriş sıcaklığını, kabin sıcaklığını, ortam koşulunu ve toplam elektrik talebini aynı anda kaydedin. Her hava girişini ilgili cihazın sınırıyla karşılaştırın. Yararlı bir kabul kaydı; ısı bütçesini, soğutma eğrisini ve elektroniklerin gerçekten maruz kaldığı sıcaklıkları birbirine bağlar.
Tek bir giriş sıcaksa önce hava yolunu inceleyin; kablo yönlendirmesinde veya hava ayrımında tek bir kontrollü değişiklik yaptıktan sonra yeniden sınayın. Birçok giriş sıcaksa ölçülen iş yükünü, ortamı ve ayar noktasını doğrulanmış kapasite haritasıyla karşılaştırın; ardından ortak ısı atımındaki kısıtları kontrol edin. Bunları tanısal öncelikler olarak ele alın. Aynı iş yükünü paneller normal konumundayken tekrarlayın.
Kapasite hesabı ancak ilgili her ekipman hava girişi kendi sınırı içinde kaldığında geçer.
Makalenin Tamamını PDF Olarak İndir İlgili İçerikler: Güç Geri Geldi. Rack Neden Hâlâ Isınıyor? · Akü 24 V Gösteriyor. Kamera Neden Yine de Yeniden Başlıyor?
Kaynaklar ve Ek Okumalar
- ACP20 — Taşınabilir İklimlendirmeli Rack Kabin
- ACP20 — Taşınabilir İklimlendirmeli Rack Kabin: Teknik Föy
- Termodinamik ve İtki, Bölüm 3.4: Soğutucular ve Isı Pompaları
- Termodinamik ve İtki, Bölüm 16.4: Isıl Direnç Devreleri
- 2019 ASHRAE El Kitabı, Bölüm 20: Veri Merkezleri ve Telekomünikasyon Tesisleri
- NIST Teknik Not 1848: Kurulum Hatalarının Isı Pompası Performansına Etkisi için Duyarlılık Analizi