Tính toán, kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác cho data center FPT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt

TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG MÁY LẠNH CHÍNH
XÁC CHO DATA CENTER FPT

GVHD: PGS/TS. HỒNG AN QUỐC

SVTH: PHẠM QUỐC QUÂN
MSSV: 15147119
SVTH: NGUYỄN THIỆN HIỀN
MSSV: 15147087
SVTH: NÔNG VĂN TRƯỜNG
MSSV: 15147137

TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Nhiệt

TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG MÁY LẠNH CHÍNH
XÁC CHO DATA CENTER FPT

GVHD: PGS/TS. HỒNG AN QUỐC

SVTH: PHẠM QUỐC QUÂN
MSSV: 15147119
SVTH: NGUYỄN THIỆN HIỀN
MSSV: 15147087
SVTH: NÔNG VĂN TRƯỜNG
MSSV: 15147137

TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: 1. Phạm Quốc Quân

MSSV: 15147119

2. Nguyễn Thiện Hiền

MSSV: 15147087

3. Nông Văn Trường

MSSV: 15147137

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt

Mã ngành đào tạo: 52510206

Khóa: 2015 – 2019

Lớp: 151470

Hệ đào tạo: Chính quy
1. Tên đề tài
- Tính tốn, kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác cho data center FPT
2. Nhiệm vụ đề tài
- Tính tốn kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác.
- bản vẽ shop drawing.
3. Sản phẩm của đề tài
- Đồ án tính tốn kiểm tra máy lạnh chính xác cho data center FPT.
- Bản vẽ Cad.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 08/03/2019
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/07/2019
TRƯỞNG BỘ MÔN

Đồ án tốt nghiệp

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ tên sinh viên: 1. Phạm Quốc Quân
MSSV: 15147119
2. Nguyễn Thiện Hiền

MSSV: 15147087

3. Nơng Văn Trường

MSSV: 15147137

Tên đề tài: Tính tốn, kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác cho data center FPT
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Họ và tên GV hướng dẫn: PGS/TS. Hoàng An Quốc
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên.
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN.
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Đồ án tốt nghiệp


.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Đồ án tốt nghiệp

3. Đánh giá:

TT

Mục đánh giá

1

Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của
các mục
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
Tính cấp thiết của đề tài
Nội dung ĐATN
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm

2

3
4

Điểm

Điểm đạt

tối đa
30
10

được

10
10
50
5
10
15

15
5
10
10
100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ

TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2018

Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)

Đồ án tốt nghiệp


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ tên sinh viên: 1. Phạm Quốc Quân

MSSV: 15147119

2. Nguyễn Thiện Hiền

MSSV: 15147087

3. Nơng Văn Trường

MSSV: 15147137

Tên đề tài: Tính tốn, kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác cho data center FPT
Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV).....................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Đồ án tốt nghiệp


4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

Đồ án tốt nghiệp


6. Đánh giá:
TT
1.

2.

3.
4.

Mục đánh giá

Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các
mục
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
Tính cấp thiết của đề tài
Nội dung ĐATN
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên
ngành…
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
Tổng điểm

Điểm

Điểm đạt

tối đa
30
10

được

10

10
50
5
10
15

15
5
10
10
100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2018

Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Đồ án tốt nghiệp

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Tính tốn, kiểm tra hệ thống máy lạnh chính xác cho data center FPT
Họ tên sinh viên: 1. Phạm Quốc Quân

MSSV: 15147119

2. Nguyễn Thiện Hiền

MSSV: 15147087

3. Nông Văn Trường

MSSV: 15147137

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh
đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 7 năm 2019

Mục lục

Đồ án tốt nghiệp


Đồ án tốt nghiệp


Danh mục chữ viết tắt
Chữ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

CRAC

Computer Room Air
Conditioning

Điều hịa phịng máy tính

CNTT

Cơng nghệ thơng tin

DC

Data Center

Trung tâm dữ liệu

RSHF
ESHF

Room Sensible Heat Factor
Effective Sensible Heat Factor

ERSH

Effective Room Sensible Heat

ERLH
EC
CDU

Effective Room Latent Heat
Electronic Commutated
Cooling Distribution Unit

Hệ số nhiệt hiện phòng
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng
Nhiệt hiện hiệu dụng của
phòng
Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng
Tiết kiệm điện năng
Phân phối thiết bị làm lạnh

IP

Ingress Protection

Cấp bảo vệ

HVAC

Heating, Ventilating and Air
Conditioner

Hệ thống sưởi ấm, thơng gió và
điều hịa khơng khí

IT

Information Technology

Cơng Nghệ thông tin

UPS

Uninterruptible Power Supply

PDU

Protocol data unit

Hệ thống nguồn cấp liên tục
Nhóm dữ liêu giao thức truyền
thơng

Đồ án tốt nghiệp

Mục lục hình ảnh

Đồ án tốt nghiệp


Mục lục bảng

Đồ án tốt nghiệp


Đồ án tốt nghiệp

15


Lời cảm ơn
Trong suốt gần bốn năm học tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM,
chúng em đã được sự dạy dỗ ân cần và giúp đỡ tận tình của các Thầy Cô giáo trong
trường, đặc biệt là các Thầy Cô giáo trong bộ môn Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh.
Chúng em xin chân thành cảm ơn:
 Toàn thể giáo viên trong trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TPHCM đã dạy dỗ, giúp
đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập.
 Tồn thể Thầy Cơ trong bộ mơn Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh đã cung cấp cho chúng
em những kiến thức bổ ích trong suốt q trình học tập.
 Gia đình và bạn bè đã cổ vũ, động viên và khích lệ chúng em trong suốt thời gian ngồi
trên giảng đường đại học.
Đặc biệt, chúng em xin gửi những lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Hồng An
Quốc đã định hướng đề tài, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và đưa ra những chỉ dẫn kịp
thời để giúp đỡ chúng em có thể hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình.

Trong q trình tính tốn, thiết kế chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót.
Chúng em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các Thầy, các Cơ để chúng em có
thêm những kiến thức bổ ích làm hành trang bước vào đời.

Đồ án tốt nghiệp

16


Tóm tắt
Trong đồ án này, được sự chỉ dẫn của PGS/TS. Hồng An Quốc, chúng em thực
hiện tìm kiếm tài liệu về hệ thống điều hịa khơng khí chính xác CRAC và dịch tài liệu
ra tiếng việt. tính tốn kiểm tra các thơng số nhiệt hiện, nhiệt ẩn cho phịng data center
của tòa nhà FPT Tân Thuận dựa trên bản vẽ mặt bằng, mặt đứng và hệ thống lạnh.
Lập bản so thơng số nhiệt thừa, tải lạnh, lưu lượng phịng đưa ra nhận xét và đánh
giá kết giả tính tốn so với thực tế.
Hướng tiếp cận của nhóm là tìm và tổng hợp các tài liệu, các báo cáo, luận văn từ
sách, khảo sát một số hệ thống trong thực tế, tìm hiểu và ứng dụng các phần mềm làm
cơng cụ cho việc tính tốn và kiểm tra.

Đồ án tốt nghiệp

17


Chương 1. PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với việc công nghệ thông tin phát triển vượt bậc đã làm cho thị trường xuất
hiện thêm hai mảng nhu cầu lớn là những đường truyền internet nhanh, ổn định hơn và
mang tính cá nhân hóa như lưu trữ website, email,… Lượng nhu cầu ngày một tăng

cao này đẩy đến sự phát triển không ngờ của hệ thống data center, dẫn đến ngày càng
nhiều hệ thống được xây dựng với những yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm,
từ đó tạo ra tiềm năng cho việc phát triển hệ thống điều hịa khơng khí cho máy lạnh
chính xác của hệ thống data center. Nhưng vấn đề mấu chốt là thiết kế sao cho phù hợp
với từng phân khúc thị trường, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng và đáp ứng được các tiêu
chuẩn về nhiệt độ, độ ẩm. Từ đó là nền tảng để xác định việc đầu tư xây dựng hiệu
quả, tiết kiệm cho các doanh nghiệp. Đó chính là lí do nhóm chúng em quyết định
chọn đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí của máy lạnh chính xác
cho hệ thống Data Center của tịa nhà FPT”.
1.2. Khái niệm
Điều hịa khơng khí hay điều hịa nhiệt độ là duy trì khơng khí trong phịng ổn định
về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, và thay đổi thành phần khơng khí và áp suất khơng khí.
Điều hịa khơng khí cưỡng bức thơng qua thiết bị làm lạnh hoặc làm nóng, quạt gió,
phun ẩm, hút ẩm làm khơ, tạo khí ơxi, ion âm,...
Đối với điều hồ làm lạnh khơng khí thì hệ thống làm lạnh khơng khí gồm có một
dàn ống, bên trong dàn ống này cho bay hơi một loại chất lỏng dễ bay hơi (gọi là gas
lạnh), khi chất lỏng bay hơi trong dàn bay hơi ở nhiệt độ thấp sẽ thu nhiệt của khơng
khí trong phịng (được quạt gió thổi qua dàn bay hơi).
Khơng khí nóng trong phịng bị mất nhiệt sẽ lạnh đi và nhiệt độ trong phòng sẽ thấp
xuống. Hơi do gas lạnh bay hơi tạo thành theo đường ống tới cửa hút của 1 máy nén và
được nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao, sau đó tới dàn ngưng tụ đặt bên ngồi phịng
lạnh. Hơi nén trong dàn ngưng tụ có nhiệt độ cao nên dễ dàng truyền nhiệt cho khơng
khí bên ngồi (được quạt gió thổi qua), cịn bản thân hơi nóng bên trong dàn bị mất
nhiệt sẽ ngưng tụ thành chất lỏng chảy qua đường ống mao dẫn (hoặc qua van tiết lưu)
Đồ án tốt nghiệp

18


để hạ áp suất & nhiệt độ chất lỏng xuống thấp rồi đi vào dàn bay hơi trong phòng lạnh,

khép kín chu trình làm việc của máy điều hịa khơng khí nhiệt.
1.3. Vai trị và ứng dụng của điều hồ khơng khí
Điều hồ khơng khí tạo ra và giữ ổn định các thơng số trạng thái của khơng khí
trong khơng gian hoạt động của con người luôn nằm ở vùng cho phép, để cho con
người luôn cảm thấy dễ chịu nhất. Ngồi ra điều hồ khơng khí cịn đáp ứng việc đảm
bảo các thơng số trạng thái của khơng khí theo điều kiện của công nghệ sản xuất.
Trong công nghiệp ngành điều hồ khơng khí đã có bước tiền nhanh chóng. Ngày
nay người ta khơng thể tách rời kỹ thuật điều hồ khơng khí với các ngành khác như
cơ khí chính xác, kỹ thuật điện từ và Vi điện từ, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện từ,
kỹ thuật quang học... Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm. để đảm bảo máy móc.
thiết bị làm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và
thơng số của khơng khí như thành phần độ ẩm. nhiệt độ. độ chứa bụi và các loại hoá
chất độc hại khác....

Đồ án tốt nghiệp

19


Chương 2. TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu về hệ thống CRAC
Thiết bị điều hịa khơng khí trong phịng máy tính - computer room air conditioning
(CRAC) là một thiết bị theo dõi và duy trì nhiệt độ, phân phối khơng khí và độ ẩm
trong phòng mạng hoặc trung tâm dữ liệu . Các đơn vị CRAC đang thay thế các đơn vị
điều hịa khơng khí đã được sử dụng trong q khứ để làm mát các trung tâm dữ
liệu . Theo xu hướng thị trường cơng nghiệp, máy tính lớn và giá đỡ máy chủ có thể
nóng như một tháp lị nướng bánh cao 7 feet, vì vậy việc kiểm sốt nhiệt độ là một
phần quan trọng trong cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu.

Hình 2. 1: Mơ phỏng phịng dữ liệu FPT

Có nhiều cách khác nhau mà các đơn vị CRAC có thể được thiết lập. Một thiết lập
CRAC đã thành cơng là q trình làm mát khơng khí và được phân phối qua tầng
cao. Khơng khí thổi lên qua các sàn nâng có đục lỗ tạo thành lối đi lạnh. Khơng khí
lạnh chảy qua các tủ RACK nơi nó tỏa nhiệt trước khi thốt ra từ phía sau tủ
RACK, Khơng khí thốt ấm tạo thành các lối đi nóng phía sau giá đỡ, và khơng khí
nóng quay trở lại cửa hút CRAC, được đặt phía trên sàn nhà.

Đồ án tốt nghiệp

20


Trung tâm Dữ liệu yêu cầu một hệ thống điều hồ khơng khí có khả năng điều khiển
nhiệt độ và độ ẩm chính xác trong khoảng chấp nhận được sau đây:
+ Vùng nhiệt độ: 22 độ C+/-1 độ
+ Vùng độ ẩm: 50% +/-5%
+ Hiệu quả làm lạnh: >85% hoặc lớn hơn.
Hệ thống điều hịa khơng khí sẽ chạy liên tục trong 24giờ/ngày, với hệ thống phụ
(N+1) sử dụng cho dự phòng. Hệ thống làm mát cho Trung tâm dữ liệu là hệ thống
làm lạnh chính xác. Với hệ thống lạnh chính xác này sẽ giúp ngăn chặn một cách tối
đa luồng khí lạnh và khí nóng trộn lẫn vào nhau, đảm bảo các máy chủ hoạt động liên
tục trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tốt nhất. Đảm bảo về mơi trường, nhiệt độ và độ
ẩm trong phịng Data Center. Tạo ra cấu trúc làm mát thơng minh có khả năng dự báo,
dễ dàng quản lý mạng lưới, tự động khởi động lại hệ thống và thông bào những hiểm
họa có thể xảy ra.
Hệ thống làm mát trên cao, cung cấp nguồn mát trực tiếp tới 30kW vào nguồn nóng,
cung cấp khả năng làm lạnh cho bộ phần trần hoặc giá treo, những bộ phận địi hỏi
nhiều khơng gian.
Hoạt động hiệu quả trong môi trường mật độ cao, hệ thống làm mát tương thích với
nhiều dịng thiết bị nâng cao hiệu quả của toàn hệ thống, mang lại hiệu quả năng

lượng, làm lạnh nhanh và bảo vệ an toàn dữ liệu.
Hệ thống làm mát mới có khả năng tối đa hóa khơng gian sàn sẵn có cho các thiết bị
CNTT, đáp ứng mối quan tâm về nước làm mát trong data center, tăng cường hiệu quả
hơn 30-50% so với việc làm mát theo sàn của các data center truyền thống.

Đồ án tốt nghiệp

21


2.2. Phân loại
Hiện nay có hai phương pháp làm mát Trung tâm dữ liệu thông dụng là làm mát tập
trung thổi âm sàn và làm mát trực tiếp (InRow Cooling).
2.2.1. Giải pháp làm mát trực tiếp được thiết kế trên cơ sở hoạt động như sau:
+ Các thiết bị làm mát trực tiếp cho các điểm nóng trong tủ Rack gọi là InRow System
được đặt kế bên tủ Rack. Điều này giúp cho hiệu suất làm lạnh cao hơn do cơ chế làm
lạnh trực tiếp, thiết kế theo dạng Module dễ dàng bảo trì hoặc thay thế
+ Khả năng kiểm soát và tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm
+ Các InRow được cung cấp nguồn làm lạnh từ CDU

Hình 2. 2: Mơ hình hệ thống làm mát trực tiếp
2.2.2. Giải pháp làm mát thổi âm sàn được thiết kế trên cơ sở hoạt động như sau:
+ Các thiết bị làm mát thổi khí lạnh dưới sàn nâng và đi lên làm mát thiết bị trên tủ
Rack thông qua các tấm sàn lỗ. Khí nóng được đẩy lên cao và đưa về thiết bị làm lạnh.

Đồ án tốt nghiệp

22

+ Khả năng kiểm soát và tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm.

Hình 2. 3: Mơ hình hệ thống làm mát thổi âm sàn
Điều hịa khơng khí chính xác là một trong những nền tảng của một hệ thống hỗ trợ
quan trọng, được thiết kế riêng cho các hệ thống máy chủ, trung tâm dữ liệu, nghành
viễn thông, công nghệ thông tin, ngân hàng, tổng đài…..So với hệ thống mạng lưới
trung tâm dữ liệu đơn lẻ trong quá khứ, mạng lưới thông tin liên lạc ngày nay trên toàn
thế giới đã là một tổ hợp trung tâm phức tạp và các hệ thống dữ liệu không ngừng phát
triển được kết nối với nhau. Và với quy trình nhiệm vụ quan trọng, hoạt động liên tục
đảm bảo độ chính xác truyền dữ liệu với 100% thời gian hoạt động, các yêu cầu về độ
bền và hiệu suất làm việc chưa bao giờ là thỏa mãn.
2.3. Ưu điểm so với các hệ thống điều hòa khác
2.3.1. Hoạt động liên tục khơng ngừng nghỉ.
Hệ thống lạnh dân dụng, thương mại có thể được yêu cầu để hoạt động chỉ trong
những tháng mùa hè hay trong giờ làm việc bình thường. Nhưng đối với các trung tâm
dữ liệu truyền thông, yêu cầu hệ thống lạnh phải chạy 24h mỗi ngày, 365 ngày mỗi
năm, vì vậy các thiết bị làm lạnh phải có khả năng đáng tin cậy cho dù nhiệt độ môi

Đồ án tốt nghiệp

23


trường bên ngoài giao động cao hoặc thấp. Do yêu cầu như vậy, hiệu suất về năng
lượng là rất cần thiết.
Khơng giống như các hệ thống điều hịa khơng khí thương mại chung, các đơn vị
điều hịa khơng khí chính xác được thiết kế chế tạo đặc biệt có thể hoạt động liên tục
để bảo vệ các trung tâm dữ liệu, bảo vệ các thiết bị đắt tiền. Yêu cầu phải ít bảo trì,
đảm bảo điều khiển chính xác về nhiệt độ và độ ẩm. Các loại điều hịa khơng khí tiêu
chuẩn thơng thường sẽ khơng hiệu quả và nhanh chóng hư hỏng dưới áp lực vận hành

liên tục như vậy.
2.3.2. Đặc tính giải nhiệt của các thiết bị điện tử
Đối tượng làm lạnh của điều hịa chính xác là các thiết bị điện tử và đối tượng làm
lạnh chính của máy lạnh tiêu chuẩn là con người. Do các thiết bị điện tử không hấp thụ
độ ẩm hay phát sinh độ ẩm, điều hịa khơng khí lựa chọn cho trung tâm dữ liệu nên
chủ yếu là làm lạnh và khơng cần khử ẩm q nhiều, vì vậy máy lạnh chính xác sẽ
khơng tốn nhiều năng lượng cho việc khử ẩm nên hiệu suất làm lạnh cao hơn máy lạnh
thông thường. Trong q trình làm lạnh, máy điều hịa tiêu chuẩn vừa làm lạnh và khử
ẩm khơng khí. Một máy điều hịa thơng thường điển hình có thể sử dụng tỷ lệ 65%
năng lượng để làm lạnh và 35% năng lượng để khử ẩm, điều này có thể làm tiêu hao
20% điện năng và có thể làm giảm độ ẩm trong không gian trung tâm dữ liệu đến mức
không thể chấp nhận được.
Điều hịa khơng khí chính xác được thiết kế các luồng gió từ mặt đất thổi lên để làm
lạnh phục vụ các thiết bị điện tử, không phải con người. Các hệ thống điều hịa khơng
khí tiện nghi phục vụ con người, chỉ đơn giản là không thể đáp ứng yêu cầu của các
thiết bị hiệu suất cao như trung tâm dữ liệu.
Có sự khác biệt cơ bản giữa máy điều hịa khơng khí tiêu chuẩn và điều hịa chính
xác... lý do tại sao "máy lạnh" có thể sẽ không bảo vệ tốt thiết bị. Mọi người chúng ta
khoan dung hơn với sự giao động của nhiệt độ và độ ẩm, trong khi các thiết bị điện tử
chỉ địi hỏi nhiệt độ chính xác và độ ẩm thể hiện trên đồng hồ đo. Điều này có nghĩa
máy lạnh chính xác có tầm quan trọng và nhiệm vụ nặng nề hơn.

Đồ án tốt nghiệp

24


2.3.3. Khả năng kiểm soát nhiệt độ
Lượng nhiệt mật độ rất cao trong các trung tâm dữ liệu vượt quá khả năng làm mát
của các hệ thống máy lạnh thông thường. Máy lạnh phải duy trì nhiệt độ trong một

mơi trường ổn định thích hợp là ln ở mức 22.2 0C/-10C. Các thiết bị viễn thông tạo ra
lượng nhiệt lớn trong khu vực nhỏ, lượng nhiệt cao gấp 6 -10 lần so với một khơng
gian văn phịng bình thường, vì vậy hệ thống máy lạnh chính xác phải có khả năng
kiểm sốt nhiệt độ thích hợp. Nó phải có khả năng phản ứng nhanh với sự thay đổi
mạnh mẽ của trọng tải nhiệt và ngăn chặn biến động nhiệt độ diện rộng, khả năng mà
một hệ thống lạnh trong tòa nhà lớn khơng thể làm.
2.3.4. Khả năng kiểm sốt độ ẩm
Thiết bị điện tử viễn thơng phải được kiểm sốt giữa ranh giới độ ẩm bên trong và
sự phóng tĩnh điện. Duy trì độ ẩm chính xác trong các trung tâm dữ liệu cũng quan
trọng như việc duy trì nhiệt độ thích hợp. Độ ẩm q cao có thể gây ra ngưng tụ bên
trong các thiết bị viễn thông và gây ra khả năng hư hỏng phần cứng. Độ ẩm quá thấp,
tĩnh điện có thể làm gián đoạn hoạt động hoặc thậm chí làm ngưng các thiết bị điễn tử
viễn thơng. Một hệ thống lạnh tịa nhà thương mại thơng thường khơng thể kiểm sốt
mơi trường trong phạm vi ranh giới này.
2.3.5. Khối lượng khơng khí lưu thơng
Lượng nhiệt với mật độ cao trong trung tâm dữ liệu đòi hỏi tốc độ khơng khí di
chuyển liên tục, số lần thay đổi khơng khí nhiều hơn so với một phịng tiện nghi thông
thường và vượt quá khả năng của máy lạnh tiêu chuẩn có thể cung cấp. Một khơng
gian văn phịng mà việc đòi hỏi chỉ cần 2 lần thay đổi khơng khí mỗi giờ, trong khi
phịng trung tâm dữ liệu địi hỏi lên đến 30 lần thay đổi khơng khí mỗi giờ. Nếu khơng
có đủ lượng khơng khí lưu thơng thích hợp, các điểm nóng và nhiệt độ biến động có
thể phát triển trong khơng gian. Ngồi ra, khối lượng khơng khí lớn cũng giúp làm tỷ
lệ giao động nhiệt hợp lý hơn theo yêu cầu của thiết bị các viễn thơng.
2.3.6. Khả năng lọc khơng khí
Khả năng lọc khơng khí điều áp phịng và luồng khơng khí tuần hồn trong phòng
trung tâm dữ liệu là rất quan trọng và các bộ lọc khơng khí nên áp dụng theo các tiêu
chuẩn phổ biến như "ASHRAE 52-76" (Mỹ). Theo đó hiệu suất lọc khơng khí khơng
Đồ án tốt nghiệp

25