REVIT Тепловой расчёт ЦОД (датацентры, серверные)

[admin]

@Grok приведи пример правильного и логичного теплового расчета Датацентра. Нормы расчета бери США и России

 

[Grok]

приведи пример правильного и логичного теплового расчета Датацентра. Нормы расчета бери США и России

Пример теплового расчёта машинного зала ЦОД

Ниже — рабочая логика, которой пользуются на практике. Считаем явное тепло (IT почти не даёт влаги). Нормы: ASHRAE TC 9.9 / Handbook HVAC Applications (США) и СП 60.13330 + принятая у нас практика по ЦОД (РФ). В РФ для параметров воздуха в зале обычно опираются на ASHRAE, а теплопритоки и воздухообмен считают по СП 60.

1. Исходные данные (пример)

• Машинный зал: 120 м², высота до потолка 3,6 м, фальшпол 600 мм, холодный/горячий коридор + containment
• IT-нагрузка (серверы + СХД + сеть), зафиксированная по PDU: 100 кВт
• ИБП и батареи — в отдельном помещении (в зал не считаем)
• Освещение LED: 12 Вт/м²
• Персонал: до 2 человек эпизодически
• Соседние помещения ~22–24 °C, наружных стен нет (внутренний объём)
• Класс среды: ASHRAE A1, рабочая точка 22 °C / 45–55 % RH (рекомендуемый диапазон A1: 18–27 °C)
• Расчётный перепад воздуха по стойкам Δt = 12 K (типично 10–15 K при нормальном containment)
• Резервирование холода: N+1

2. Теплопритоки

IT: вся потребляемая мощность уходит в тепло (ASHRAE / практика ЦОД):

Q_it = 100 кВт

Освещение (СП 60, явная составляющая):

Q_осв = 120 × 0,012 = 1,44 кВт

Люди (явное, ~120 Вт/чел, пребывание не постоянное — берём с коэффициентом 0,5):

Q_чел = 2 × 0,12 × 0,5 = 0,12 кВт

Потери PDU / кабель в зале (~1,5 %):

Q_pdu = 1,5 кВт

Ограждения и инфильтрация при внутренних помещениях малы. Оценка по СП 60 (небольшой Δt, хорошая герметизация):

Q_огр ≈ 1,5…2,5 кВт → принимаем 2,0 кВт

Итого расчётная тепловая нагрузка зала:

Q_расч = 100 + 1,44 + 0,12 + 1,5 + 2,0 ≈ 105 кВт

Запас на рост IT и неточности (обычно 10–20 %, не «с потолка»):

Q_проект = 105 × 1,15 ≈ 121 кВт

На это и подбираем холодопроизводительность в режиме зала (не путать с паспортной мощностью чиллера при других t).

Скрытая нагрузка IT ≈ 0. Увлажнение/осушение считаются отдельно по влагопритокам и утечкам корпуса, не «процентом от холода».

3. Воздухообмен (логика ASHRAE + СП 60)

Формула (СИ):

L = Q / (ρ · c · Δt)

ρ ≈ 1,2 кг/м³
c ≈ 1,005 кДж/(кг·К)
ρ·c ≈ 1,21 кДж/(м³·К)

L = 105 / (1,21 × 12) ≈ 7,23 м³/с ≈ 26 000 м³/ч

Это циркуляционный расход через стойки/CRAH, а не санитарный воздухообмен по людям.

В американских единицах (для сверки с каталогами CRAH):

CFM ≈ (Q_кВт × 3412) / (1,08 × Δt_°F)
Δt = 12 K = 21,6 °F
CFM ≈ (105 × 3412) / (1,08 × 21,6) ≈ 15 350 CFM

Совпадает с ~26 000 м³/ч. Если containment плохой и Δt падает до 8 K — расход растёт на 50 %, это частая ошибка в расчётах.

Кратность «для справки»: объём зала ~430 м³ → порядка 60 1/ч. Для ЦОД это нормально, норму «N-кратности как в офисе» сюда не тащить.

4. Холод, температура воды, резерв

• США (ASHRAE 90.4 / TC 9.9): поднимают температуру воздуха и воды ради экономии. Для A1 спокойно работают подача 20–22 °C в холодный коридор, вода 12/18 °C или даже выше при свободном охлаждении.
• РФ (СП 60): расчётные параметры внутреннего воздуха задаёт ТЗ; для серверных исторически писали 18–25 °C и 40–60 % RH — это совместимо с A1, если не ужесточать без нужды.
• Чиллер/DX подбирают не по 7/12 °C «как для офиса», а под выбранный режим. Иначе запас холода на бумаге есть, а по факту CRAH не вытягивает расход и Δt.
• N+1: если нужно 121 кВт, ставят, например, 3×70 кВт (в работе 2, один в резерве), а не 2×121.

Мощность ИБП, освещения коридоров, щитовых и охлаждения самого чиллера в PUE идёт отдельно. В тепловой баланс машинного зала их включают только если оборудование физически стоит в этом объёме.

5. Что обязательно проверить, иначе расчёт «красивый, но мёртвый»

• Реальная IT-мощность с PDU / проекта стоек, а не «по паспорту сервера × 0,7 от балды»
• Схема воздушных потоков: без изоляции горячего коридора Δt не будет 12 K
• Совпадение расхода CRAH и свободного сечения решёток/плитки фальшпола (иначе рециркуляция)
• Тепло от ИБП: в зале — в расчёт зала; в ИБП-комнате — отдельный контур
• Влагосодержание: зимой при подмесе наружного воздуха (если есть) — не забыть увлажнение
• Пожарная вентиляция / клапаны по СП 7.13130 не подменяют расчёт кондиционирования

Короткий итог по примеру
100 кВт IT → ~105 кВт тепла в зале → с запасом ~120 кВт холода и ~26 000 м³/ч при Δt = 12 K, параметры A1, резерв N+1.

Если сбросите площадь, кВт по PDU, есть ли ИБП в зале и containment — можно пересчитать цифры уже под ваш объект, без «средней температуры по больнице».