Thiết kế phòng điện như thế nào và layout ra làm sao là 1 đề tài thực tế ít bạn được làm và trải nghiệm, vì thực tế thường là phòng đã được thiết kế sẵn, thiết bị đã ở đó và yên chuyện. Tuy nhiên, nếu 1 ngày đẹp trời nào đó, bạn được công ty giao cho nhiệm vụ thiết kế phòng điện làm sao cho tốt nhất có thể cho dự án tỷ đô mới cứng, thì bạn sẽ thiết kế nào cho hợp nhất, phục vụ tốt nhất có thể.
Bình thường, mỗi công ty sẽ có các tiêu chuẩn thiết kế phòng điện của riêng mình, và bạn sẽ phải tuân thủ theo, và mình sẽ không bàn về các tiêu chuẩn đó. Trong bài viết này, mình chỉ bàn về PHONG THỦY của phòng, để làm sao khi lắp đặt, vận hành một cách hiệu quả nhất có thể.
Bình thường, mỗi công ty sẽ có các tiêu chuẩn thiết kế phòng điện của riêng mình, và bạn sẽ phải tuân thủ theo, và mình sẽ không bàn về các tiêu chuẩn đó. Trong bài viết này, mình chỉ bàn về PHONG THỦY của phòng, để làm sao khi lắp đặt, vận hành một cách hiệu quả nhất có thể.
1/ Phong
Phong là gió. Và trong thiết kế phòng điện, thiết kế luồng gió là 1 điểm cực kỳ quan trọng, và dễ bị bỏ qua. Nếu thiết kế gió sai, sẽ ảnh hưởng rất lớn tới vận hành của phòng sau này.
Các điểm cần lưu ý trong thiết kế gió :
- Tổng công suất lạnh của phòng điện phải bằng ít nhất 10% tổng công suất biến tần được lắp trong phòng. Nguyên nhân là do biến tần có hệ số chuyển đổi cỡ 90-95% từ đầu vào thành đầu ra. 5-10% sẽ thất thoát thành nhiệt. Trong tính toán thiết kế, dự trù ít nhất 10%.
o Mình đã từng bị phòng điện trong tình trạng luôn luôn quá nhiệt và thiết bị trong phòng hư hỏng thường xuyên. Nguyên nhân là do điều hòa được thiết kế nhỏ hơn công suất phòng.
- Nếu hệ thống trong phòng đó thuộc diện critical và có tính quan trọng cao, cần ít nhất 2x75% hệ thống giải nhiệt, hoặc tốt nhất là 2x100% hệ thống giải nhiệt. Các hệ thống giai nhiệt này cũng nên được thiết kế với nguyên lý hoạt động khác nhau (Water / Air ) hoặc được cấp từ các nguồn khác nhau. Mình đã từng bị hiện tượng trời nóng quá, điều hòa không đủ công suất và tự ngắt. Khi tự ngắt, trong phòng có hệ thống pin, và trời nóng gây quá nhiệt làm hệ thống pin UPS khi sạc bị quá nhiệt dẫn, phản ứng quá mức và bị phù toàn bộ. Hư hỏng khoảng 400tr VND.
- Nhắc tới hệ thống pin UPS, bạn cần thiết kế đủ công suất xả nhiệt của pin, cỡ 20% công suất sạc / công suất xả, tùy theo cái nào lớn hơn. Như trường hợp máy lạnh hư ở trên, lúc sạc xả thì mình cũng không xác định được là máy lạnh bị quá tải dẫn tới pin sinh nhiệt, hay pin sinh nhiệt dẫn tới máy lạnh quá tải. Chỉ biết 400 tr tiền pin ra đi, và 1 buổi chiều hì hục xử lý cả trăm cục pin UPS nóng sôi sùng sục.
Các điểm cần lưu ý trong thiết kế gió :
- Tổng công suất lạnh của phòng điện phải bằng ít nhất 10% tổng công suất biến tần được lắp trong phòng. Nguyên nhân là do biến tần có hệ số chuyển đổi cỡ 90-95% từ đầu vào thành đầu ra. 5-10% sẽ thất thoát thành nhiệt. Trong tính toán thiết kế, dự trù ít nhất 10%.
o Mình đã từng bị phòng điện trong tình trạng luôn luôn quá nhiệt và thiết bị trong phòng hư hỏng thường xuyên. Nguyên nhân là do điều hòa được thiết kế nhỏ hơn công suất phòng.
- Nếu hệ thống trong phòng đó thuộc diện critical và có tính quan trọng cao, cần ít nhất 2x75% hệ thống giải nhiệt, hoặc tốt nhất là 2x100% hệ thống giải nhiệt. Các hệ thống giai nhiệt này cũng nên được thiết kế với nguyên lý hoạt động khác nhau (Water / Air ) hoặc được cấp từ các nguồn khác nhau. Mình đã từng bị hiện tượng trời nóng quá, điều hòa không đủ công suất và tự ngắt. Khi tự ngắt, trong phòng có hệ thống pin, và trời nóng gây quá nhiệt làm hệ thống pin UPS khi sạc bị quá nhiệt dẫn, phản ứng quá mức và bị phù toàn bộ. Hư hỏng khoảng 400tr VND.
- Nhắc tới hệ thống pin UPS, bạn cần thiết kế đủ công suất xả nhiệt của pin, cỡ 20% công suất sạc / công suất xả, tùy theo cái nào lớn hơn. Như trường hợp máy lạnh hư ở trên, lúc sạc xả thì mình cũng không xác định được là máy lạnh bị quá tải dẫn tới pin sinh nhiệt, hay pin sinh nhiệt dẫn tới máy lạnh quá tải. Chỉ biết 400 tr tiền pin ra đi, và 1 buổi chiều hì hục xử lý cả trăm cục pin UPS nóng sôi sùng sục.
- Phòng điện luôn phải có áp dương. Cháy từ bên ngoài thì khói không vào phòng. Rò rỉ khí ga thì khói không vào. Môi trường bên ngoài bụi thì trong phòng sạch – không ai muốn phải vệ sinh bụi trong tủ điện cả. Mình đã từng ép sếp đưa các block tủ được đặt trong môi trường nổ bụi Zone 22 vào trong phòng áp dương, và từ 1 hệ thống cứ 2 năm phải tháo ra toàn bộ, xịt rửa, phơi khô và vệ sinh, trong 3 năm có lẻ mình không có bất kì sự cố gì hết, và cũng không cần vệ sinh gì nhiều vì phòng quá sạch.
- Áp dương vào phòng phải đi từ nguồn khí đã được làm sạch. Điểm này rất quan trọng, vì nếu khí không được làm sạch trước khi vào phòng điện thì các lợi ích của phòng áp dương sẽ thành các nhược điểm cần khắc phục:
o Ngành lốp: khí ăn mòn gây hỏng thiết bị
o Ngành thực phẩm: bụi vào gây chập mạch
o Ngành hóa chất, dầu khí: khí gây cháy nổ.
o Nguy hiểm nhất mình từng thấy là phòng máy phát chứa dầu đặt ngay cạnh phòng điện, phòng điện đầy mùi dầu hỏa.
- Áp dương vào phòng phải đi từ nguồn khí đã được làm sạch. Điểm này rất quan trọng, vì nếu khí không được làm sạch trước khi vào phòng điện thì các lợi ích của phòng áp dương sẽ thành các nhược điểm cần khắc phục:
o Ngành lốp: khí ăn mòn gây hỏng thiết bị
o Ngành thực phẩm: bụi vào gây chập mạch
o Ngành hóa chất, dầu khí: khí gây cháy nổ.
o Nguy hiểm nhất mình từng thấy là phòng máy phát chứa dầu đặt ngay cạnh phòng điện, phòng điện đầy mùi dầu hỏa.
Đối với các phòng điện, lưu ý về hướng chảy của dòng khí nóng, khí lạnh, đặc biệt là với các biến tần cỡ lớn (>100kW) hoặc các server máy tính. Việc trộn dòng khí nóng và khí lạnh với nhau trong phòng sẽ dẫn tới việc tăng nhiệt độ trung bình phòng, tăng yêu cầu về lưu lượng khí cần giải nhiệt. Hồi trước mình đọc, Google có làm 1 thiết kế màng nhựa, phân tách mặt trước và mặt sau của các tủ rack Server để tách khí nóng lạnh thành 2 hướng khác nhau. Kết quả, hệ thống làm lạnh giảm khoảng 20-30% lượng năng lượng sử dụng. Đối với các hệ thống nhỏ thì việc này không thực sự cần thiết.
2/ Thủy
Sẽ là thiếu sót khi nói về phòng điện mà lại thiếu sót khi nói về cách quản lý nước ở trong phòng, cũng như nói về thông thủy, cách dòng nước và cách sắp đặt để có thể dễ dàng làm mọi thứ.
- Trong phòng điện thì hạn chế một cách tối đa các nguồn nước.
o Tuyệt đối không sử dụng nước trong phòng cháy chữa cháy. Nếu phòng được tận dụng từ 1 phòng có sẵn hệ thống PCCC thì phải cắt bỏ phần PCCC đó. Phòng điện nếu cần chữa cháy tự động thì sử dụng FM200 hoặc các loại khí, tuyệt đối ko dùng nước.
o Các thể loại máy lạnh sẽ là nguồn tạo ra nước. Nước từ việc máy lạnh nhỏ nước, tới việc máy lạnh chạy bằng nước lạnh. Nếu có đủ khoảng không, thì chỉ dẫn ống gió vào trong phòng, và không để ống nước trong phòng. Nếu có để ống nước trong phòng, thì chọn hướng đặt máy lạnh và đường ống vuông góc với tủ điện, để nếu có sự cố thì sẽ không ảnh hưởng tới linh kiện bên trong. Máy lạnh cũng nên có máng hứng riêng để dự phòng trường hợp lâu ngày không vệ sinh, nhỏ xuống thiết bị điện bên dưới.
o Đối với ngoài miền Bắc Việt Nam thì có mùa nồm, độ ẩm siêu cao và cực kỳ dễ hư hỏng thiết bị điện. Phòng điện và thiết bị điện bắt buộc phải có heater kiểm soát độ ẩm, hoặc nếu không có thì chơi tạm silica / băng phiến để hút ẩm. Trong miền Nam thì không cần. Mình từng gặp mấy ông IT suốt ngày kêu là sao trong Nam chúng mày chạy HVAC ko kiểm soát độ ẩm. Chạy kiểm soát ẩm phòng điện trong Nam chỉ gây tốn điện mà thôi.
o Nhắc về kiểm soát ẩm, nếu không kiểm soát ẩm thì phải kiểm soát nhiệt độ. Nếu không cả 2 thì thiết bị sẽ rất dễ hỏng, do thời tiết ở Việt Nam rất dễ gây ăn mòn do chênh lệch ngày đêm là lớn ( > 10 độ, 20-30% độ ẩm )
o Ở các khu vực đặt nhà máy có nguy cơ ngập lụt, hoặc thậm chí có vệ sinh bằng nước (nhà máy thực phẩm chẳng hạn) thì toàn bộ phòng điện nên được đặt trên sàn nâng hoặc khung nâng, ít nhất 300-500mm so với mặt sàn. Việc nâng tủ điện lên sẽ đảm bảo việc nước không bao giờ vào tủ, cũng như làm cho việc vệ sinh hệ thống hoàn toàn dễ dàng hơn. Việc thi công với tủ được nâng lên 300-500mm cũng sẽ làm giảm thời gian thi công dây đi rất nhiều. Việc thi công cable glands cũng sẽ dễ dàng hơn.
- Thông thủy:
o Khi không xác định kích thước tủ do OEM hoặc SI cung cấp, trong bản vẽ thiết kế, kích thước tủ nên là 800Wx800Dx2100H cho 1 block tủ. Các tủ sẽ thường nhỏ hơn / mỏng hơn kích thước này, tuy nhiên khi nói 1 block tủ, bạn copy paste 800x800x2100 trong bản vẽ sẽ là cách làm nhanh nhất.
o Khoảng cách giữa 2 dãy tủ tối thiểu là 800mm. Dưới 800mm thì bạn sẽ rất khó đóng mở cửa tủ, lớn hơn 800mm thì rộng rãi hơn, nhưng tốn chỗ hơn. Tiêu chuẩn châu Âu là 1m2, do bụng to hơn.
o Các tủ không nên được thiết kế dựa tường, kể cả khi sau tủ không có gì. Bạn nên thiết kế ít nhất 300-500mm, còn nếu không thì 800mm từ tường. Khoảng cách 300mm sẽ làm cho việc bạn có thể vệ sinh được sau tủ, 500mm thì có thể có người vào được, còn 800mm thì có thể thi công thoải mái. Khi có khoảng không phía sau, bạn có thể thi công dễ, vệ sinh dễ cũng như nếu cần di chuyển, việc di chuyển tủ cũng sẽ dễ dàng hơn rất nhiều.
o Các phòng điện thường được thiết kế với các vị trí dự phòng cho việc mở rộng sau này. Và để phục vụ các vị trí dự phòng này, bạn cần thiết kế việc làm sao để mang thiết bị vào được. Mình từng thua 1 dự án do cửa thiết kế quá nhỏ cho việc mở rộng sau này. Cửa vào phòng điện cần ít nhất 1000W x 2300H, để bạn có thể đẩy tủ vào một cách dễ dàng
o Cùng về vị trí cho mở rộng, bạn sẽ mong muốn đặt tủ cũ vào sâu trong phòng, tủ mới ở ngoài. Lôi tủ mới vào sâu trong phòng là ác mộng bạn không muốn người vào sau chửi đổng mình. Đây cũng là lý do tại sao khoảng cách giữa 2 tủ phải là tối thiểu 800mm để đẩy được tủ vào.
- Trong phòng điện thì hạn chế một cách tối đa các nguồn nước.
o Tuyệt đối không sử dụng nước trong phòng cháy chữa cháy. Nếu phòng được tận dụng từ 1 phòng có sẵn hệ thống PCCC thì phải cắt bỏ phần PCCC đó. Phòng điện nếu cần chữa cháy tự động thì sử dụng FM200 hoặc các loại khí, tuyệt đối ko dùng nước.
o Các thể loại máy lạnh sẽ là nguồn tạo ra nước. Nước từ việc máy lạnh nhỏ nước, tới việc máy lạnh chạy bằng nước lạnh. Nếu có đủ khoảng không, thì chỉ dẫn ống gió vào trong phòng, và không để ống nước trong phòng. Nếu có để ống nước trong phòng, thì chọn hướng đặt máy lạnh và đường ống vuông góc với tủ điện, để nếu có sự cố thì sẽ không ảnh hưởng tới linh kiện bên trong. Máy lạnh cũng nên có máng hứng riêng để dự phòng trường hợp lâu ngày không vệ sinh, nhỏ xuống thiết bị điện bên dưới.
o Đối với ngoài miền Bắc Việt Nam thì có mùa nồm, độ ẩm siêu cao và cực kỳ dễ hư hỏng thiết bị điện. Phòng điện và thiết bị điện bắt buộc phải có heater kiểm soát độ ẩm, hoặc nếu không có thì chơi tạm silica / băng phiến để hút ẩm. Trong miền Nam thì không cần. Mình từng gặp mấy ông IT suốt ngày kêu là sao trong Nam chúng mày chạy HVAC ko kiểm soát độ ẩm. Chạy kiểm soát ẩm phòng điện trong Nam chỉ gây tốn điện mà thôi.
o Nhắc về kiểm soát ẩm, nếu không kiểm soát ẩm thì phải kiểm soát nhiệt độ. Nếu không cả 2 thì thiết bị sẽ rất dễ hỏng, do thời tiết ở Việt Nam rất dễ gây ăn mòn do chênh lệch ngày đêm là lớn ( > 10 độ, 20-30% độ ẩm )
o Ở các khu vực đặt nhà máy có nguy cơ ngập lụt, hoặc thậm chí có vệ sinh bằng nước (nhà máy thực phẩm chẳng hạn) thì toàn bộ phòng điện nên được đặt trên sàn nâng hoặc khung nâng, ít nhất 300-500mm so với mặt sàn. Việc nâng tủ điện lên sẽ đảm bảo việc nước không bao giờ vào tủ, cũng như làm cho việc vệ sinh hệ thống hoàn toàn dễ dàng hơn. Việc thi công với tủ được nâng lên 300-500mm cũng sẽ làm giảm thời gian thi công dây đi rất nhiều. Việc thi công cable glands cũng sẽ dễ dàng hơn.
- Thông thủy:
o Khi không xác định kích thước tủ do OEM hoặc SI cung cấp, trong bản vẽ thiết kế, kích thước tủ nên là 800Wx800Dx2100H cho 1 block tủ. Các tủ sẽ thường nhỏ hơn / mỏng hơn kích thước này, tuy nhiên khi nói 1 block tủ, bạn copy paste 800x800x2100 trong bản vẽ sẽ là cách làm nhanh nhất.
o Khoảng cách giữa 2 dãy tủ tối thiểu là 800mm. Dưới 800mm thì bạn sẽ rất khó đóng mở cửa tủ, lớn hơn 800mm thì rộng rãi hơn, nhưng tốn chỗ hơn. Tiêu chuẩn châu Âu là 1m2, do bụng to hơn.
o Các tủ không nên được thiết kế dựa tường, kể cả khi sau tủ không có gì. Bạn nên thiết kế ít nhất 300-500mm, còn nếu không thì 800mm từ tường. Khoảng cách 300mm sẽ làm cho việc bạn có thể vệ sinh được sau tủ, 500mm thì có thể có người vào được, còn 800mm thì có thể thi công thoải mái. Khi có khoảng không phía sau, bạn có thể thi công dễ, vệ sinh dễ cũng như nếu cần di chuyển, việc di chuyển tủ cũng sẽ dễ dàng hơn rất nhiều.
o Các phòng điện thường được thiết kế với các vị trí dự phòng cho việc mở rộng sau này. Và để phục vụ các vị trí dự phòng này, bạn cần thiết kế việc làm sao để mang thiết bị vào được. Mình từng thua 1 dự án do cửa thiết kế quá nhỏ cho việc mở rộng sau này. Cửa vào phòng điện cần ít nhất 1000W x 2300H, để bạn có thể đẩy tủ vào một cách dễ dàng
o Cùng về vị trí cho mở rộng, bạn sẽ mong muốn đặt tủ cũ vào sâu trong phòng, tủ mới ở ngoài. Lôi tủ mới vào sâu trong phòng là ác mộng bạn không muốn người vào sau chửi đổng mình. Đây cũng là lý do tại sao khoảng cách giữa 2 tủ phải là tối thiểu 800mm để đẩy được tủ vào.