Các hệ thống và thiết bị HVAC trong Data Center gồm những loại nào? Data Center là gì? Nên chọn lựa kiểu hệ thống như nào cho phù hợp với phòng Data Center? Hãy tham khảo khảo ngay bài viết về tổng quan về hệ thống HVAC trong Data Center cừng Bảo Hưng để có thể hiểu hơn về các hệ thống sử dụng trong Data Center nhé!
1. Data Center/ Server Room là gì?
Data Center/ Server Room (trung tâm dữ liệu) là một không gian hay khu vực riêng biệt bên trong 1 tòa nhà (building) hoặc 1 cụm tòa nhà (complex building) được sử dụng để chứa các hệ thống máy tính với các thành phần liên quan như hệ thống viễn thông, kho dữ liệu…
Tương tự như Data Center về kỹ thuật, mục đích sử dụng, Server Room (phòng máy chủ) thường có quy mô nhỏ hơn và đơn lẻ với ít các yêu cầu kỹ thuật hơn. Chúng thường được lắp đặt kết hợp trong cùng tòa nhà mà chúng phục vụ.
Công nghệ thông tin ngày càng phát triển và nó đóng vai trò quan trọng trong tất cả các hoạt động của doanh nghiệp, truyền tải dữ liệu, thông tin liên lạc…do đó sự xuất hiện của các phòng Data Center với công suất lớn ngày một tăng lên để phục vụ cho nhu cầu phát triển của xã hội.
2. Phân loại các hệ thống và thiết bị HVAC trong Data Center
Trung tâm dữ liệu (Data Center) gồm 2 hệ thống lạnh cơ bản là: DX Split A/C System và Central Chilled Water System.
2.1 DX Split A/C System
Đây là kiểu hệ thống điển hình gồm 2 phần kết nối nhau, trong đó 1 phần đặt bên trong nhà (Indoor Unit) để điều hòa và 1 phần bên ngoài trời (Outdoor Unit) với mục đích giải nhiệt.
Kiểu Split System hầu hết được sử dụng cho các trung tâm dữ liệu (Data Center) cỡ trung bình và nhỏ.
Phần bên trong nhà (Indoor Unit) trong Data Center là các thiết bị có tên gọi là Precision Air Conditioning Units (PACU) hoặc Computer Room Air Conditioning Unit (CRAC). Thiết bị này có chức năng kiểm soát được các điều kiện phòng như: nhiệt độ, độ ẩm với độ sai số rất thấp (±0,55 C; 3% RH).
Hệ thống DX Split A/C gồm 3 loại chính
a) DX Split A/C System-Air Cooled
Đây là kiểu hệ thống sử dụng đường ống gas lạnh (môi chất lạnh) để vận chuyển từ CRAC đến các dàn giải nhiệt gió (Air Cooled Condenser).
Do đặc điểm trên nên hệ thống này thường được sử dụng cho các Data Center vừa và nhỏ hoặc dự án nằm tại các khu vực thiếu nước hoặc giá nước đắt đỏ.
Mặc dù CRAC đặt trong nhà và ACC đặt ngoài trời nhưng khoảng cách giữa 2 phần phải đặt gần nhau để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của đường ống gas kết nối giữa 2 phần.
b) DX Split A/C System-Water Cooled
Hệ thống này cũng gồm 2 phần trong và ngoài nhà.
Tuy nhiên ở hệ này thì phần giải nhiệt sẽ là dàn ngưng và tháp giải nhiệt (Condenser/Cooling tower).
Các đường ống kết nối giữa 2 phần trong và ngoài nhà là đường ống nước lạnh với các thiết bị chính trên đường ống như bơm nước, bình giãn nở.
Đối với hệ sử dụng nước lạnh để giải nhiệt với không khí thông qua tháp giải nhiệt sẽ có hiệu suất trao đổi nhiệt cao hơn, độ tin cậy tốt hơn bởi khả năng truyền nhiệt đối lưu của nước cao hơn không khí gấp nhiều lần.
Do nước được vận chuyển thông qua bơm nên khoảng cách đặt giữa CRAC và ACC cho phép dài hơn, nên phù hợp cho các dự án trung bình và lớn.
c) DX Split A/C System-Evaporative Condenser
Tương tự như hệ thống water system nhưng ở kiểu hệ thống này thì chất tải lạnh là Glycol với thiết bị dàn giải nhiệt dạng khô (Dry cooler).
Hệ thống này ít sử dụng và thường sử dụng cho các khu vực nhiệt độ ngoài trời xuống thấp dưới nhiệt độ đóng băng.
2.2 Central Chilled Water System
Đối với các trung tâm dữ liệu (Data Center) lớn hoặc rất lớn thì hệ thống lạnh thường là hệ Central Chilled water system vì chúng có hiệu suất cao hơn.
Điểm khác biệt chủ yếu của hệ thống loại này đó là các thiết bị Indoor Unit không dùng CRAC mà dùng các thiết bị tên gọi là Computer Room Air Handling (CRAH’s).
CRAH’s tương tự như AHU gồm các bộ phận như: van điều khiển, coil lạnh, lưới lọc, gia ẩm, gia nhiệt…
Chúng cũng gồm 3 loại cơ bản như: Water cooled Chillers, Glycol cooled chillers, Air Cooled chillers.
Nguyên lý hoạt động tương tự các hệ thống chiller thông thường.
3. Chọn lựa kiểu hệ thống theo công suất và phân tích chi phí đầu tư, hoàn vốn
Để chọn lựa kiểu hệ thống cho phòng Data Center phù hợp chúng ta có thể tham khảo các khuyến cáo thông thường như sau:
3.1 Công suất < 80 ton: sử dụng CRAC, DX System
Hệ số năng lượng:
Tổng = 1,4kW/ton (công suất điện/ công suất lạnh)
3.2 Công suất > 80 ton và < 200 ton sử dụng Chilled water system, screw chillers
Hệ số năng lượng:
- Water cooled/water screw chillers: 0,68 kW/ton;
- Condenser water pump: 0,026 kW/ton
- Chilled water pump: 0,021 kW/ton
- Cooling tower: 0,012 kW/ton
- Air handling unit: 0,086 kW/ton
Tổng = 0,83 kW/ton
3.3 Công suất >200 ton sử dụng chilled water systems, centrifugal chillers
- Centrifugal chiller: 0,48 kW per ton, variable speed drive
- Condenser water pump: 0,021 kW per ton
- Chilled water pump: 0,021 kW per ton
- Cooling tower: 0,011 kW per ton
- Air handling unit: 0,098 kW per
Tổng = 0,68 kW per ton
Tuy nhiên các giá trị trên không chắc chắn để có thể chọn 1 hệ thống lạnh phù hợp cho Data Center mà thực tế còn căn cứ vào nhiều yếu tố như chi phí đầu tư thiết bị, thời lượng hoạt động, giá điện, tuổi thọ sử dụng.
Ví dụ: Một trung tâm dữ liệu Data Center với 900 m . Bao gồm tất cả thiết bị lạnh (chỉ không bao gồm chiller). Hoạt động 8766 giờ/năm và thanh toán 0,09 USD/kW/h với 300 ton lạnh (1ton = 3,52kW lạnh) được phân tích so sánh như sau:
- Chi phí đầu tư ban đầu (First cost) = $/ton x 300 ton.
- Chi phí chênh lệch so với phương án CRAC (DX) (Investment Premium).
- Chi phí vận hành hằng năm (Annual Operating costs) = 8766 x 0,09 x (kW/ton) x 300 ton.
- Chi phí tiết kiệm hằng năm (Annual costs savings).
- Tỷ lệ hoàn vốn (ROI% – Return on Investment).
- Công thức: [(Benefits – Costs) / Costs] x 100.
Ví dụ: Xem tổng chi phí bỏ ra ứng với 100% và ta có hệ số ROI% = 492%. Vậy % chênh lệch so với vốn = (492 – 100)/100) x 100 = 392%
4. FAQ – Các câu hỏi thường gặp về hệ thống HVAC trong Data Center
1. Data Center và Server Room có gì khác biệt?
Data Center (Trung tâm dữ liệu) là một không gian lớn, phức tạp, chứa nhiều hệ thống máy tính và viễn thông quy mô lớn. Nó thường có các yêu cầu kỹ thuật rất cao về điện, làm mát và an ninh. Trong khi đó, Server Room (Phòng máy chủ) thường có quy mô nhỏ hơn, đơn lẻ, chỉ phục vụ nhu cầu của một tòa nhà hoặc một doanh nghiệp. Mặc dù nguyên lý kỹ thuật tương tự, Server Room có ít yêu cầu khắt khe hơn Data Center.
2. Tại sao HVAC lại quan trọng đặc biệt trong Data Center?
Hệ thống HVAC trong Data Center đóng vai trò sống còn. Các máy chủ, thiết bị viễn thông hoạt động liên tục sẽ sinh ra một lượng nhiệt lớn. Nếu không được làm mát và kiểm soát độ ẩm, các thiết bị này có thể bị quá nhiệt, dẫn đến hỏng hóc, mất dữ liệu và gián đoạn hoạt động. Do đó, hệ thống HVAC phải đảm bảo nhiệt độ và độ ẩm luôn ổn định với độ sai số rất thấp.
3. Hệ thống DX Split A/C phù hợp với Data Center nào?
Hệ thống DX Split A/C (sử dụng gas lạnh) thường phù hợp với các Data Center có quy mô trung bình và nhỏ. Ưu điểm của hệ thống này là chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, do giới hạn về khoảng cách đường ống gas, hệ thống này chỉ thích hợp cho những dự án mà dàn nóng và dàn lạnh có thể đặt gần nhau.
4. Hệ thống Central Chilled Water có lợi thế gì hơn?
Hệ thống Central Chilled Water (sử dụng nước lạnh) có nhiều lợi thế:
- Hiệu suất cao: Nước có khả năng truyền nhiệt tốt hơn không khí, giúp hệ thống làm mát hiệu quả hơn.
- Quy mô lớn: Hệ thống này có thể phục vụ cho các Data Center rất lớn, với khả năng phân phối nước lạnh đến nhiều vị trí khác nhau trong tòa nhà.
- Độ tin cậy cao: Các hệ thống này thường được thiết kế với nhiều thiết bị dự phòng (chiller, bơm) giúp đảm bảo hoạt động liên tục.
- Tiết kiệm năng lượng: Đối với các dự án lớn, chi phí vận hành trên mỗi kW tải lạnh của hệ thống nước lạnh thấp hơn nhiều so với hệ thống DX.
5. ROI là gì và tại sao cần tính toán khi đầu tư hệ thống HVAC cho Data Center?
ROI (Return on Investment) là tỷ lệ hoàn vốn đầu tư. Nó giúp đánh giá hiệu quả kinh tế của một dự án. Khi đầu tư hệ thống HVAC cho Data Center, việc tính ROI là rất quan trọng vì nó giúp bạn so sánh chi phí đầu tư ban đầu với chi phí vận hành hàng năm. Một hệ thống có chi phí ban đầu cao nhưng có ROI tốt sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí điện và bảo trì lâu dài.
Với những thông tin mà Bảo Hưng cung cấp trên mong rằng sẽ hữu ích với bạn. Nếu bạn vẫn còn thắc mắc hay quan tâm tới dịch vụ thiết kế thi công hệ thống điều hòa, cấp khí tươi thì hãy đặt tư vấn online ngay nhé !
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN THƯƠNG MẠI BẢO HƯNG
Hotline: 08.1800.1588
Email: info@baohung.co
Chúng tôi luôn sẵn lòng phục vụ!
