Veri merkezi iklimlendirme sistemlerinin tasarımında ve işletilmesinde soğutma kapasitesinin doğru hesaplanması, verimli ve istikrarlı çalışmanın sağlanmasında önemli bir faktördür. Bu makalede, soğutma kapasitesinin hesaplanmasına yönelik yöntemler ve bunun farklı veri merkezi türlerindeki uygulamaları ele alınmaktadır .

1. Soğutma Kapasitesini Hesaplama Yöntemleri

Soğutma kapasitesinin hesaplanması, bir veri merkezinin iklimlendirme ihtiyaçlarını değerlendirmenin temelini oluşturur. Ana yöntemler, ekipmanın ürettiği ısıyı ve çevresel ısı yükünü dikkate alan güç ve alan yöntemlerini içerir.

Formül: Toplam Soğutma Kapasitesi (Qt) = İç Mekan Ekipman Yükü (Q1) + Çevresel Isı Yükü (Q2)

Q1 = Ekipman Gücü × 1,0

Q2 = 0,12~0,18 kW/m² × Veri Merkezi Alanı

2. Hassas İklimlendirme ve Soğuk Yük Tahmini

Veri merkezleri gibi hassas klimalı alanlar için soğuk yük tahmininin, ekipmanın ısı yükü, çevresel ısı yükü, aydınlatma ve personel ısı dağılımı gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir.

Tahmin Örneği: Örneğin toplam ekipman gücü 20 kW, duvar ve tavan iletimi 5 kW, pencere ışınımı 2 kW olan 100 metrekarelik bir odada toplam soğuk yük yaklaşık 27 kW'dır. Odada genellikle beş personel varsa, personelin ısı dağıtım yükü 500 W civarındadır.

Bina yapılarının iletiminin veri merkezinin soğuk yükünü nasıl etkilediğini göstermek için aşağıdaki örneği düşünün:

Tahmin Örneği: Bir veri merkezinin aşağıdaki özelliklere sahip olduğunu varsayalım:

Duvarlar: Toplam kalınlığı 30 cm olan çift katmanlı tuğla duvarlar.

Zemin: Beton, 10cm kalınlığında.

Tavan: Alçıpan, 5cm kalınlığında.

Veri Merkezi Alanı: 100 metrekare, 3 metre yükseklik.

Her malzeme için ısıl iletkenlik katsayıları (λ) genellikle yapı malzemesi el kitaplarından elde edilebilir. Örneğin tuğla duvarların ısı iletkenlik katsayısının 0,6 W/m·K, betonun 1,4 W/m·K ve alçı panelin 0,25 W/m·K olduğu varsayılırsa.

Daha sonra, her bölüm için iletimi hesaplamak üzere Q = U * A * ΔT iletim formülünü kullanırız; burada:

Q, iletimdir (W),

U, malzemenin termal transfer katsayısıdır (W/m²·K),

A, yüzey alanı (m²),

ΔT iç-dış sıcaklık farkıdır (K).

U için hesaplama formülü U = 1 / (d / λ) olup d, malzeme kalınlığıdır (m) ve λ, termal iletkenliktir.

Her bölüm için iletimi hesaplayıp bunları toplayarak, tüm veri merkezi için toplam iletimi belirleyebilir ve böylece gerekli soğuk yükü tahmin edebiliriz. Bu yöntem, bir veri merkezinin soğutma ihtiyaçlarını değerlendirmenin daha doğru bir yolunu sunuyor."

3. UPS Oda İklimlendirme Seçenekleri Hesaplaması

UPS odaları için klima seçimi, ekipmanın güç tüketimi, oda alanı ve ısı yükü yoğunluğu dahil olmak üzere belirli ısı yükü koşullarına dayalı hesaplamaları içerir.

Tahmin Örneği:

Bir UPS odası için toplam ekipman güç tüketiminin 50 kW olduğunu ve odanın alanının 100 metrekare olduğunu varsayalım. 20 W/m2 ısı yükü yoğunluğu dikkate alındığında alandan gelen ısı yükünün 100 m2 * 20 W/m2 = 2000 W veya 2 kW olduğu varsayılır.

Hem ekipman gücü hem de alanın oluşturduğu ısı yükü dikkate alındığında toplam ısı yükü 50 kW + 2 kW = 52 kW olur. Bu nedenle en az 52 kW soğutma kapasitesi sağlayabilecek bir iklimlendirme sisteminin seçilmesi gerekmektedir. Yedeklilik ve güvenilirlik için, ilave soğutma kapasitesi veya N+1 konfigürasyonuna sahip bir iklimlendirme sistemi düşünülebilir.

4. IDC Oda İklimlendirme Seçenekleri Hesaplaması

IDC (İnternet Veri Merkezi) odalarında klima seçimine ilişkin hesaplama, sunucu kabini sayısını, her cihazın kapladığı alanı ve çevresel ısı yükü katsayısını içeren daha karmaşıktır.

S: IDC oda iklimlendirme sisteminde yedeklilik ve verimlilik nasıl dengelenir?
C: Klima sisteminin Enerji Verimliliği Oranı (EER) veya Sezonsal Enerji Verimliliği Oranı (SEER) dikkate alınarak N+1 veya daha yüksek yedeklilik konfigürasyonları benimsenebilir.

Tahmin Örneği:

Bir IDC odasının toplam 100 kW soğutma kapasitesine ihtiyaç duyduğunu varsayalım. Yedekliliği sağlamak için N+1 konfigürasyonu benimsenebilir; bu, gerekli soğutma kapasitesini aşan toplam kapasiteye sahip klima ünitelerinin kurulması anlamına gelir. Örneğin, her biri 40 kW soğutma kapasitesine sahip üç ünitenin kurulması, yedek olarak 20 kW olmak üzere toplam 120 kW soğutma kapasitesi elde edilmesini sağlar.

Aynı zamanda verimlilik açısından yüksek Enerji Verimliliği Oranlarına (EER) veya Sezonsal Enerji Verimliliği Oranlarına (SEER) sahip iklimlendirme sistemleri seçilmelidir. Her klimanın EER'si 3,0 ise aynı soğutma kapasitesinde EER'si 2,5 olan bir sisteme göre daha az enerji tüketecektir. Bu, hem sistem güvenilirliğini (yedeklilik yoluyla) sağlar hem de verimliliği artırır (yüksek EER klimaların seçilmesiyle).

Bu yaklaşım, IDC odasının klima sisteminin, bir ünite arızalansa bile normal çalışmayı sürdürebilmesini sağlar ve normal çalışma koşulları altında enerji verimliliğini optimize eder.

5. Üretim Atölyesi için Temiz Oda İklimlendirme Yükü Hesaplaması

Bir üretim atölyesi için klima yükünü hesaplarken, ekipmanın ürettiği ısı, personelden gelen ısı, aydınlatma, dış ortam ısı yükü ve atölyede gerekli hava temizliği dahil olmak üzere çeşitli faktörlerin dikkate alınması gerekir. İşte özel bir hesaplama örneği:

Tahmin Örneği:

Bir imalat atölyesinin 200 metrekare alana ve 3 metre yüksekliğe sahip olduğunu varsayalım. Atölyede toplam gücü 30 kW olan ısı üreten ekipmanlar bulunmaktadır. Atölyede ortalama 10 işçi bulunuyor ve her biri yaklaşık 100 W ısı üretiyor. Atölyenin aydınlatma ekipmanlarının toplam gücü 5 kW'tır. Dış ortam ısı yükünün 10 kW olduğu ve hava temizliğini sağlamak için ilave 5 kW yük varsayıldığında, toplam ısı yükü şu şekilde hesaplanır:

Ekipman ısı yükü: 30 kW
Personel ısı yükü: 10 kişi × 100W/kişi = 1 kW
Aydınlatma ısısı yük: 5 kW
Harici çevresel ısı yükü: 10 kW
Hava temizliği bakımı: 5 kW
Toplam ısı yükü = 30 kW + 1 kW + 5 kW + 10 kW + 5 kW = 51 kW

Bu nedenle, üretim atölyesi, minimum soğutma kapasitesi 51 kW. Gerçek ihtiyaçlara bağlı olarak, yüksek yük süreleri veya ekipman arızaları sırasında uygun bir çalışma ortamı sağlamak için bir miktar yedeklemenin dikkate alınması gerekli olabilir.

H.Stars Group, 30 yılı aşkın deneyime sahip, gelişmiş HVAC ekipmanlarımız konusunda size yardımcı olabilir. Endüstriyel soğutma ekipmanları hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, lütfen sorunuzu web sitemize bırakın; satış ekibimiz en kısa sürede sizinle iletişime geçecektir.