Фрикулинг по-сибирски

    Жила-была в небольшом сибирском университете маленькая серверная на 10 стоек и ~20 кВт суммарной потребляемой мощности. Денно и нощно покой и температурный режим её охраняли два больших брата Leonardo по 20 кВт отводимого тепла каждый. Но так уж вышло, что гномы, следившие за состоянием братьев были очень ленивы — за три года «обслуживания» один из братьев стал совсем плох и большую часть времени проводил на больничном. Когда призвали врачевателя кондиционеров, подтвердилось страшное предположение — братьям требуется капитальный ремонт, вплоть до возможной замены агрегатов. Ремонт этот дорогостоящий, грозящий вылиться в сумму до 1 млн. руб. на каждый кондиционер, и кроме того требующий серьезного простоя всей серверной, конечно же не входил ни в чьи планы. Решено было братьев лечить.

    Тендеры-конкурсы-контракты… и вот уже полгода прошло, и второго брата стали силы покидать.
    Параллельно обслуживающий персонал стал искать способы снизить нагрузку на оставшийся кондиционер. Так на некоторое время был одолжен напольный кондиционер всего-навсего на 5 кВт, использующий техническое отверстие в стене в качестве выхлопа. Спасал маленький кондиционер в жаркие летние месяцы, но за это же время дважды пытался утопить серверную в своем конденсате. Позже с наступлением зимы, когда кондиционер уже вернули хозяину, оказалось, что то самое техническое отверстие диаметром в 20 см из-за тяги, создаваемой вытяжной вентиляцией, при морозе -25..-30С эквивалентно кондиционеру 5-10 кВт. И в этот самый момент кто-то произнес заморское слово «фрикулинг», услышанное им недавно на ярмарке технической. Ринулись техники искать по умным книгам — и действительно, есть такая технология, использующая для охлаждения воздух атмосферы. С чем, с чем, а вот с холодным воздухом атмосферы в сибири все хорошо. После небольших раздумий родился на свет проект «фрикулинг по-сибирски»:

    Использованные материалы:
    • Циркуляционный насос — 1 шт.
    • Трубы металлопластиковые сечением 10 4 см — 20 метров
    • Трубы резиновые сечением 10 4 см — 5 метров
    • Радиатор автомобильный с комплектом вентиляторов — 4 шт.
    • Тосол — 15-20 литров
    • Радиомеханик смышленый с комплектом радиодеталей — 1 шт.
    • Рама металлическая — 2 шт.
    • хомуты, сетка защитная, etc.

    Пока радио-электрик собирает управляющий блок монтируются агрегаты по очень простой схеме: радиаторы устанавливаются по 2 в металлические рамы и соединяются параллельно в блоке; один блок устанавливается в помещении, второй — на улице; блоки соединяются между собой металлопластиковыми трубами с установкой на одну из них циркуляционного насоса.
    Вид вблизи:

    Схема соединения и потоков охлаждающей жидкости:

    После сборки система проверяется на герметичность, заливается тосолом «под крышку» и укутывается сеткой, чтоб ручонки шаловливые к вентиляторам не лезли.
    Собранный управляющий блок водружается на стену и производится коммутация электрических цепей.

    Управляющий блок разбит на несколько частей:
    • Схема удерживающая температуру охлаждающей жидкости на входе с улицы в диапазоне +3..+5.5С используя 8 скоростей вращения вентиляторов на внешнем блоке
    • Схема регулирующая температуру в помещении используя 4 скорости вращения вентиляторов внутреннего блока
    • Защита циркуляционного насоса от работы в холостую

    Тестовый запуск — холод пошел!
    За полчаса работы системы серверная остыла до давно казавшихся фантастикой +18С.
    Расчетная мощность системы при -15..-20С на улице и +18..+20С внутри должна составлять 50 кВт. При этом сама система потребляет максимум 1.5-2.0 кВт. При повышении температуры на улице до 0..+5С можно будет включить вторую или третью скорость на циркуляционном насосе, а тому времени глядишь и большие кондиционеры отремонтируют не останавливая серверную.

    Upd (07.03) или Эпилог:Последние 4 дня были как на иголках — стал отказывать оставшийся кондиционер.
    Произошло это в субботу поздно вечером. Около полуночи кондиционер перезапустили и он стал по-тихонько остужать серверную. Уже днем мы осознали, что на фрикулинге сработала защита насоса (те самые злополучные 18 градусов тосола) и вентиляторы внутреннего блока вот уже половину суток гоняют воздух через теплые радиаторы. Защиту перенастроили и фрикулинг стал работать в полную силу уже на третьей скорости работы насоса.

    Около 10 вечера воскресенья кондиционер повторно отрубился, но так ночь была холодной, за 8 часов (в 6 утра его запустили) серверная нагрелась с +19С до +29С охлаждаемая только фрикулингом! И судя по графику температура установилась бы где-то на +30..+35С — много, но не достаточно, чтобы сервера стали отключаться по защите.
    Оставшиеся две ночи пришлось даже оставлять дежурного, чтобы следил за температурой и при необходимости он перезапускал кондиционер. Дело осложняло то, что на улице уже наступила весна и эффективность фрикулинга стала снижаться. Одновременно с этим был вызван специалист из конторы, занимавшейся ремонтом наших кондиционеров, чтобы он таки отстроил и запустил уже починенный кондиционер. Надо отдать ему должное, потому что на третий день это ему удалось и с вечера среды он работает без каких-либо проблем. Также в среду мне удалось исправить ошибки в веб-интерфейсе устройства Carel WebGate и оно из устройства мониторинга превратилось в устройство управления кондиционерами, так что теперь при возникновении проблем их можно будет решать удаленно. Теперь нас ждет ремонт второго кондиционера, но это уже совсем другая история.
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 48

      0
      <demagogy>Вот так вы вносите свой небольшой вклад в глобальное потепление!</demagogy>
        +3
        включенными двумя кондиционерами 24x7 вклад еще больше — для отведения 20 кВт тепла они сами потребляют по 20 кВт каждый
          –1
          Вот поэтому и тег demagogy.
            +4
            бла-бла-бла

            80% комментов на хабре именно такие, с тэгом или, что чаще, без оного :)
            0
            что-то вы ерунду какую-то говорите… чтобы отвести 20 кВт — кондиционеры потребляют по 20 кВт каждый? Модель в студию!
              0
              TUAR 0611A
            +2
            Ох че-то этой зимой особенно глобально потеплело.
            Тэг неправильный — вместо <демагогия> нужно ставить <наглое вранье и развод на бабки>.
              –1
              Или так :)
              0
              А вы едите мясо? Не задумывались, сколько парниковых газов выпустил выращенный ради вас крупный рогатый скот?
                0
                [sarcasm]Не задумывались, сколько парниковых газов вы выработали за жизнь?[/sarcasm]
                  +8
                  [joke]Не задумывались, а что, кроме парниковых газов, вы выработали?[/joke]
              0
              А трубы реально сечением 10 см? Действительно с размахом!
                +1
                да, с масштабом у меня по утрам проблемы. диаметр трубок около 4 см, такой чтобы со стандартными резиновыми трубками радиаторов совмещался.
                0
                А будет ли ваша система работать летом? В это время года у вас сколько градусов за окном?
                  +1
                  Смотря в какой части Сибири. Скажем, в Новосибирске подобная конструкция летними деньками будет нагревать серверную до +30, а в особо приятные моменты и до +35 по Цельсию :)
                    0
                    С городом угадали.
                    0
                    Чем меньше разница между температурой «снаружи» и «внутри» тем хуже работает система. Если стараться удерживать температуру серверной на отметке +18..+20C, то уже при температуре +10..+15 снаружи эффективность падает практически до 0. Гонять ее при таких температурах в принципе никто не запрещает, только толку будет мало.
                    При превышении +18С температуры тосола сработает защита и отключит насос.
                      +2
                      > При превышении +18С температуры
                      > тосола сработает защита и отключит насос.

                      … и тогда очень быстро в серверной настанут тропики. Мне кажется, логику отключения насоса надо пересмотреть/продумать. Если я правильно понимаю, система будет сколь-нибудь эффективна до тех пор, пока температура снаружи меньше температуры внутри. Ну представьте, если внутри +40, а снаружи +20, то можно использовать эти +20 для охлаждения, не так ли?
                        0
                        Защита требуется насосу от работы «на сухую», то есть от протечек в контуре. Сейчас она выполнена в виде датчика температуры на выходе из внутренних радиаторов и настроена на 18 градусов. Правильно будет заменить его на какой-нибудь датчик течения жидкости в трубе.
                        Тропики в серверной могут получиться только если выключить кондиционеры, когда эффективность фрикулинга сошла на нет. Целью создания этой системы было снижение нагрузки на кондиционеры в холодное время года и только.
                    0
                    А какой в итоге получился бюджет общий? Хотябы порядок чисел.

                    И да, «глядишь и большие кондиционеры отремонтируют» — нет же ничего более постоянного, чем что-то временное ))
                      0
                      суммарно около 150 тыс. руб.
                        0
                        > нет же ничего более постоянного, чем что-то временное
                        Ничего, пару компрессоров от холодильника, и…
                        +3
                        На хабре как-то было уже подобное, и в обсуждении мелькнула вот примерно какая идея: в случае какого-либо сбоя или, не дай бог, пожара в фирменном кондиционере — начальство поворчит да и купит новый. В случае отказа вашей системы — накажут вас за успешно проявленную инициативу. Вы проводили формальные испытания вашей системы? Можете дать обоснованные гарантии её работоспособности?
                          0
                          Тут уже вопрос адекватности начальства. Если оно понимает, что решение временное и кустаргое
                            0
                            Да, я слышал эту идею.
                            Систему проектировали и собирали квалифицированные люди. Проверка на герметичность контура проводилась. Электрическая схема увешана предохранителями и всевозможными защитами. Гарантия работоспособности есть.
                              +1
                              Один мой знакомый электрик говорит так: «Я готов отдать правую руку за свою проводку. А дрочу я именно правой»
                            –1
                            Вот вам и примеры инновационной деятельности национального исследовательского университета) Эхх…
                              0
                              Теоритически, тепло, которое выбрасывается сейчас у вас в атмосферу, можно использовать для отопления помещений. 20кВт — это десять бытовых обогревателей.
                                +1
                                знаю, но согласовать подобный гибрид со всеми инженерными службами займет очень много времени и сил. Да и масштаб не такой уж и большой.
                                +2
                                И каждый раз при фрикулинге начинают выдумывать велосипед :)
                                А тут еще и тосол добавился. Протечку будет отлично ликвидировать.

                                Теплообменник рекуперативный пластинчатый + 2 регулируемые турбины.+ блок управления с термостатами или/и ручной регулировкой.
                                Точек отказа поменьше.
                                В жизни выглядит так
                                image

                                2 серверных по 20кВт. Каждый рекуператор обслуживает свою.
                                Две турбины в одно направление сделаны чтобы по максимуму держаться на внешнем холоде.
                                Больше воздуха прокачиваем — больше тепла снимаем. Ну естественно если этот воздух ниже планируемой температуры. :)

                                Да обмен воздух-воздух не самый эффективный, но от многих гемороев избавляет

                                  +1
                                  Охлаждение использующее теплообмен воздух-воздух съедает очень много полезного объема. Серверная расположена в центре здания на втором этаже из 4х — проложить дополнительные воздуховоды негде.
                                    0
                                    Да согласен. Я об этом после комента подумал тоже. У меня ситуация проще. Здание изначально подбиралось под серверные и при планировке «охладительную» комнату примкнули к внешней стене специально.
                                    Ну и так как рядное охлаждение, то воздуховодов все равно много. Поэтому две трассы уже не сильно все испортили.

                                    То есть по сути у Вас чиллер-фанкойл система собранная вручную просто из подручных материалов.
                                    Такую у себя обдумывали на базе калориферов от колонок старых :)
                                    У меня просто опаску вызывает тосол. Обычна там вода циркулирует. Ну или незамерзайка на спирту :)

                                    А можете подробнее рассказать про управляющий блок? Наш просто немного меня не устраивает и интересно как у людей организовано.
                                      0
                                      Содержимое управляющего блока я знаю только схематично: измеритель-регулятор фирмы Овен в зависимости от показаний термопары переключает обмотки трансформатора, к которым подключены вентиляторы внешнего блока (8 скоростей); на внутреннем блоке в зависимости показаний трех настенных термодатчиков переключается схема соединения вентиляторов (4 последовательно; 2 пары; пара и 2 отдельно; 4 по отдельности)
                                        0
                                        Основа тосола (и большинства других антифиризов) это этиленгликоль. Спирт.
                                        Т.е. та самая незамерзайка на спирту.
                                          –1
                                          Кхем. Где вы видели незамерзайку на этиленгликоле? Оно вообщето на метаноле/этаноле/изопропиле делается. Этиленгликоль не катит — густоват.
                                            0
                                            Тосол А40-М:
                                            этиленгликоль
                                            бензоат натрия
                                            бура
                                            нитрит натрия
                                            каптакс (меркаптобензтиазол)
                                            декстрин
                                            бутанол-1
                                            пеногаситель ПЭПМС-1
                                            голубой краситель
                                            + вода

                                            Этиленгликоля до 60%, собственно смазывающая компонента в антифризе это именно он.
                                              0
                                              Народ путает незамерзайку-стеклоомыватель и жидкость для системы охлаждения. Ваш КО
                                              0
                                              В органической химии не силен. Просто тосол насколько знаю вреден при разливе. Ну и выглядит маслянисто. Вот и думаю собирать его при протечке проблемно. А незамерзайка для омывателя на этаноле имел ввиду. При разливе этанол испарился, а воду шваброй по-быстрому :)
                                                0
                                                Этилен гликоль ядовитый. Именно из-за него ядо тормозная жидкость (кроме DOT 5, она по-другому устроена).

                                                За-то радиатор не протечет и насос себя будет хорошо чувствовать. Качественный антифриз в машине живет по 6 лет, если верить руководству пользователя, а тут условия сильно мягче, жидкость не проходит через нагретый двигатель.
                                          0
                                          толку от рекуператора, если он нагревает входящий воздух исходящим? вот если стандартную схему немного изменить, воздух внутри помещения не выдувать на улицу, а охлаждать уличным воздухом и запустить обратно в помещение тогда толк будет. как у вас работает эта система?
                                            0
                                            Не совсем понял что и где перемешивается и куда выпускается.
                                            Чтобы не париться с подготовкой наружного воздуха (влажность, пыль, ...) решили делать закрытую систему.
                                            То есть контуры закрытые и смешивание не происходит.

                                            К сожалению сейчас под рукой только нетбук жены на котором есть только paint.
                                            Схема работы системы примерно такая
                                            Каракули

                                            P.S. Наверное напишу как-нибудь статью как работает в целом наша поделка
                                          0
                                          На картинке щитка прибор фирмы Овен?
                                            0
                                            Именно. На нам построен регулятор скорости вращения внешних вентиляторов в зависимости от температуры тосола
                                              0
                                              Скупая слеза радости.., вспоминаю студенческие годы работы на них :)
                                            0
                                            Прочитав заголовок статьи, подумал что «фрикулинг» — это один из способов фрикования :)
                                              0
                                              Тосол лучше заменить, на что-то более приятное: экосол, экофрост и т.д.
                                                0
                                                не раньше, чем потребуется техническое обслуживание охлаждающего контура
                                                  0
                                                  справедливо

                                              Only users with full accounts can post comments. Log in, please.