Pull to refresh

Фрикулинг по-сибирски

DIY
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.
Tags:фрикулингохлаждение сервернойhandmadefreecooling
Hubs: DIY
Total votes 65: ↑61 and ↓4 +57
Views4.1K
Факультет разработки игр
June 16, 2021180,000 ₽GeekBrains
Профессия Веб-разработчик
June 16, 202166,000 ₽SkillFactory
Факультет веб-разработки
June 16, 2021270,000 ₽GeekBrains
Полный курс по Data Science
June 16, 2021114,000 ₽SkillFactory
Профессия Data Science
June 16, 2021114,000 ₽SkillFactory