---

Hej alle.

Jeg går og roder lidt med at bygge mit eget 'serverrack'.

Tanken er, at i 'serverracket' sidder der kun bundkort af en eller anden
type.

Jeg vil gerne optimere gulvarealet, samtidig med der skal være passiv
køling.

Tanken er:
Almindelig stabling:
Optimal pladsudnyttelse, men der sker varmeophobning på bundkort opefter.
Lodretstående bundkort i række:
Optimal køling, men tager for meget gulvplads.

Min tanke er så en eller anden konstruktion midt i mellem.
Jeg har prøvet at lave lidt ascii-grafik til illustration (klip evt over i
notepad eller eks. kwrite)


^
|
+--------------+ | |
| | |
| | |
| + | |
| + *| | |
| + * | |
| * + | |
| |* + *| L |
| + * |
| * + |
| |* + *| |
| ^ + * |
| | * + |
| | |* + *| |
| | + * |
| | * + |
| L |* + *| |
| + * |
| * + |
| |* + | |
+ | |
L ------> | |
+--------------+---+


Det skal forestille at +'erne er skråtstillede bundkort, og *'erne er en
eller anden form for afskærmning. L men pile skulle angive den forventede
luftgennemstrømning.

Jeg forestiller mig at udnytte en skorstenseffekt, hvor kold luft suges ind
nederst til venstre, og den opvarmede luft stiger ud øverst til højre.
Lad os antage at hvert bundkort afgiver ca. 20W

Lad mig lige indskyde, at det ca. 30 år siden jeg studerede matematik og
fysik, så det kan godt være jeg er lidt tungnem mht. formler osv.

Jeg har følgende spørgsmål:
1) Vil det overhovedet kunne lade sig gøre?
2) Kan man beregne den optimale hældningskoefficient i forhold til
'gulvareal'?
3) Kan man sætte en formel op for beregning af arealer til
luftgennemstrømninger i forhold til afgiven effekt?
4) Vil det være ok med almindelig metalplade til afskærmning, eller skal man
over i noget varmeisolerende materiale?


--
Med venlig hilsen
Stig Johansen

---

Stig Johansen wrote:
-snip-

> | | * + |
> | L |* + *| |
> | + * |
> | * + |
> | |* + | |
> + | |
> L ------> | |
> +--------------+---+
>
>
> Det skal forestille at +'erne er skråtstillede bundkort, og *'erne er en
> eller anden form for afskærmning. L men pile skulle angive den forventede
> luftgennemstrømning.
>
> Jeg forestiller mig at udnytte en skorstenseffekt, hvor kold luft suges ind
> nederst til venstre, og den opvarmede luft stiger ud øverst til højre.
> Lad os antage at hvert bundkort afgiver ca. 20W

Jeg tvivler på at det kan lade sig gøre med passivt køling. Jeg forstår
heller ikke hvorfor du vil have afskærmninger inde mellem bundkortene.
De ødelægger jo luft-gennemstrømningen som er enormt vigtig for at
transportere varmen væk fra bund til top.

Ved at indskyde sådanne plader får du nærmest en isolerende og
varmeophobende effekt.

> Lad mig lige indskyde, at det ca. 30 år siden jeg studerede matematik og
> fysik, så det kan godt være jeg er lidt tungnem mht. formler osv.
>
> Jeg har følgende spørgsmål:
> 1) Vil det overhovedet kunne lade sig gøre?

Jeg har set computer-programmer, CFD, til beregning af strømningsmønstre
på fluider. Det er nok ikke noget du kan gøre, og jeg er ikke dygtig nok
til at kunne gøre det p.t. Men til efteråret skulle jeg gerne kunne
lave simuleringer af den slags problemer.

Men det vigtigste du skal tænke på, er høj lufthastighed og at luften
ikke bliver bremset. I stedet for at sætte bundkortene skråt ville jeg
sætte dem lodret - så bremser de ikke for luften. Du skal også også
overveje blæsere inden i kabinettet, hvis effekten er stor, for mange
ledninger eller lignende.

Du kan forsøge dig frem og måle drifts-temperaturen under forskellige
forhold forskellige steder. Det er det bedste jeg kan se, du kan gøre.

> 2) Kan man beregne den optimale hældningskoefficient i forhold til
> 'gulvareal'?

Optimal hældningskoefficient sørger for at luften kan transportere varme
fra bund til top i kabinettet og uhindret...

> 3) Kan man sætte en formel op for beregning af arealer til
> luftgennemstrømninger i forhold til afgiven effekt?

Køleeffekt: W pr. m^2. Men jeg tror at det er for kompliceret for dig.
Det er da muligt at regne på konvektion, hvis man kender nogle
forskellige materialeværdier og også her kommer CFD-software ind i
billedet, fordi håndberegninger vist ikke slår til i dit komplicerede
tilfælde. Men jeg har da prøvet at regne på vægge, mure og rør med
håndberegninger... Både væsker og gas (luft).

> 4) Vil det være ok med almindelig metalplade til afskærmning, eller skal man
> over i noget varmeisolerende materiale?

Du vil vel for fanden ikke have noget varmeisolerende materiale, så
varmen ikke kan slippe ud af kabinettet og bundkortene brænder sammen
til sidst? Eller hvordan skal det forstås?


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

--
---------------------------------------------------------------------------
Home of Martin Jørgensen - http://www.martinjoergensen.dk

---

Martin Jørgensen wrote:

> Stig Johansen wrote:
> -snip-
>
>> | | * + |
>> | L |* + *| |
>> | + * |
>> | * + |
>> | |* + | |
>> + | |
>> L ------> | |
>> +--------------+---+
>>
>>
>> Det skal forestille at +'erne er skråtstillede bundkort, og *'erne er en
>> eller anden form for afskærmning. L men pile skulle angive den forventede
>> luftgennemstrømning.
>>
>> Jeg forestiller mig at udnytte en skorstenseffekt, hvor kold luft suges
>> ind nederst til venstre, og den opvarmede luft stiger ud øverst til
>> højre. Lad os antage at hvert bundkort afgiver ca. 20W
>
> Jeg tvivler på at det kan lade sig gøre med passivt køling.

Jeg skulle nok have skrevet, at de bundkort, jeg vil bruge er beregnet til
passiv køling. Der er tale om nogle Mini-ITX, hvor det *samlede* forbrug
pr. kort ligger i omegnen af 18W.

> Jeg forstår
> heller ikke hvorfor du vil have afskærmninger inde mellem bundkortene.
> De ødelægger jo luft-gennemstrømningen som er enormt vigtig for at
> transportere varmen væk fra bund til top.
>
> Ved at indskyde sådanne plader får du nærmest en isolerende og
> varmeophobende effekt.

Jeg kan se, mine grafiske evner ikke er så gode, uddybning følger[1].

>
>> Lad mig lige indskyde, at det ca. 30 år siden jeg studerede matematik og
>> fysik, så det kan godt være jeg er lidt tungnem mht. formler osv.
>>
>> Jeg har følgende spørgsmål:
>> 1) Vil det overhovedet kunne lade sig gøre?
>
> Jeg har set computer-programmer, CFD, til beregning af strømningsmønstre
> på fluider. Det er nok ikke noget du kan gøre, og jeg er ikke dygtig nok
> til at kunne gøre det p.t. Men til efteråret skulle jeg gerne kunne
> lave simuleringer af den slags problemer.

Ok.

> Men det vigtigste du skal tænke på, er høj lufthastighed og at luften
> ikke bliver bremset. I stedet for at sætte bundkortene skråt ville jeg
> sætte dem lodret - så bremser de ikke for luften.

Jeg er med på, at lodret er det bedste (det skrev jeg også), men det kræver
mest gulvplads.

Ad (forsøg på) grafik:
Lad mig prøve denne tankegang:
Antag, at vi har et lodret stående bundkort med afskærmning på begge sider.
Her vil den opvarmede luft stige lodret op med optimal køling.
Hvis vi hælder den eksempelvis 1 grad, vil jeg påstå, at det stadig
fungerer, idet den opvarmede luft stadig stiger (skråt) opad.
Hvis vi derimod hælder den 90 grader, vil der derimod ske en varmeophobning.
Det vil sige, at jeg har 'to modsat rettede kræfter'.
Lodret: Bedst køling, Dårligst plads.
Vandret: Dårligst køling, Bedst plads.

> Du skal også også
> overveje blæsere inden i kabinettet, hvis effekten er stor, for mange
> ledninger eller lignende.

Bundkortene er født til passiv køling, så hellere bruge mere plads end at
bruge blæsere.

Ja, det er simpelthen fordi jeg er led og ked af mere eller mindre støjende
PC'ere. Jeg sidder lige nu med 3 af slagsen, den ene mere støjende end den
anden.
Det med pladsen hænger sammen med, at man som mand i huset kun får en
microandel af huset til 'eget forbrug'.

> Du kan forsøge dig frem og måle drifts-temperaturen under forskellige
> forhold forskellige steder. Det er det bedste jeg kan se, du kan gøre.

Det var også min oprindelige tanke, men det ville være noget nemmere at
kunne lave en (tilnærmet) beregning i stedet for at bygge (mange) varianter
af kabinetter.

>> 2) Kan man beregne den optimale hældningskoefficient i forhold til
>> 'gulvareal'?
>
> Optimal hældningskoefficient sørger for at luften kan transportere varme
> fra bund til top i kabinettet og uhindret...

Ja, og det er lodret, men så er der det med gulvpladsen.

>
>> 3) Kan man sætte en formel op for beregning af arealer til
>> luftgennemstrømninger i forhold til afgiven effekt?
>
> Køleeffekt: W pr. m^2. Men jeg tror at det er for kompliceret for dig.
> Det er da muligt at regne på konvektion, hvis man kender nogle
> forskellige materialeværdier og også her kommer CFD-software ind i
> billedet, fordi håndberegninger vist ikke slår til i dit komplicerede
> tilfælde. Men jeg har da prøvet at regne på vægge, mure og rør med
> håndberegninger... Både væsker og gas (luft).

Ok, men kan man ikke udlede en approximeret formel, der angiver
strømningshastighed/køleeffekt.
Eller er det i virkeligheden selvregulerende, så 'jo varmere kortet bliver,
jo hurtigere luftstrømning, dermed højere køling, der igen giver lavere
varme, som medfører lavere køling, som så giver mere varme osv...'

>> 4) Vil det være ok med almindelig metalplade til afskærmning, eller skal
>> man over i noget varmeisolerende materiale?
>
> Du vil vel for fanden ikke have noget varmeisolerende materiale, så
> varmen ikke kan slippe ud af kabinettet og bundkortene brænder sammen
> til sidst? Eller hvordan skal det forstås?

Det fremfik ikke så tydelig af mit forsøg på grafik. Baggrunden er at tvinge
den varme luft skråt op til højre i stdet for at stige lodret op i den
næste bundkort.

[1]
Jeg prøver lige at lave et 'exploded view', hvor *'erne illustrerer
bundkort:

+---------+
| /
| /
| / L-->
| /
| / *
| / *
| / * /|
| / * / |
|/ * / |
* / |
* / |
/ |
L--> / |
/ |
/ |
| |
+---------+


--
Med venlig hilsen
Stig Johansen

---

Stig Johansen wrote:
> Martin Jørgensen wrote:
-snip-

> Lad mig prøve denne tankegang:
> Antag, at vi har et lodret stående bundkort med afskærmning på begge sider.
> Her vil den opvarmede luft stige lodret op med optimal køling.
> Hvis vi hælder den eksempelvis 1 grad, vil jeg påstå, at det stadig
> fungerer, idet den opvarmede luft stadig stiger (skråt) opad.

Enig.

> Hvis vi derimod hælder den 90 grader, vil der derimod ske en varmeophobning.
> Det vil sige, at jeg har 'to modsat rettede kræfter'.
> Lodret: Bedst køling, Dårligst plads.
> Vandret: Dårligst køling, Bedst plads.

Ja, det mener jeg også.

>>Du skal også også
>>overveje blæsere inden i kabinettet, hvis effekten er stor, for mange
>>ledninger eller lignende.
>
>
> Bundkortene er født til passiv køling, så hellere bruge mere plads end at
> bruge blæsere.

Ok.

> Ja, det er simpelthen fordi jeg er led og ked af mere eller mindre støjende
> PC'ere. Jeg sidder lige nu med 3 af slagsen, den ene mere støjende end den
> anden.
> Det med pladsen hænger sammen med, at man som mand i huset kun får en
> microandel af huset til 'eget forbrug'.

Ok.

>>Du kan forsøge dig frem og måle drifts-temperaturen under forskellige
>>forhold forskellige steder. Det er det bedste jeg kan se, du kan gøre.
>
>
> Det var også min oprindelige tanke, men det ville være noget nemmere at
> kunne lave en (tilnærmet) beregning i stedet for at bygge (mange) varianter
> af kabinetter.

Tjah, men det er ret komplekst... Turbulent strømning er "godt", hvis
det siger dig noget. Laminar strømning er dårligt. Laminar er for lave
hastigheder og turbulent er når luften har høj hastighed... Så
"hvirvler" den og det transporterer varmen godt...

>>>2) Kan man beregne den optimale hældningskoefficient i forhold til
>>>'gulvareal'?

Ved jeg ikke - jeg ved ihvertfald ikke hvordan og jeg tror heller ikke
andre herinde kan gøre det umiddelbart, uden at det bliver temmeligt
komplekst?

>>Optimal hældningskoefficient sørger for at luften kan transportere varme
>>fra bund til top i kabinettet og uhindret...
>
>
> Ja, og det er lodret, men så er der det med gulvpladsen.
>
>
>>>3) Kan man sætte en formel op for beregning af arealer til
>>>luftgennemstrømninger i forhold til afgiven effekt?
>>
>>Køleeffekt: W pr. m^2. Men jeg tror at det er for kompliceret for dig.
>>Det er da muligt at regne på konvektion, hvis man kender nogle
>>forskellige materialeværdier og også her kommer CFD-software ind i
>>billedet, fordi håndberegninger vist ikke slår til i dit komplicerede
>>tilfælde. Men jeg har da prøvet at regne på vægge, mure og rør med
>>håndberegninger... Både væsker og gas (luft).
>
>
> Ok, men kan man ikke udlede en approximeret formel, der angiver
> strømningshastighed/køleeffekt.

Ak... Jeg forsøgte på at skrive en forklaring, men det er altså ret
kompliceret hvis ikke du kender lidt til det... Derfor slettede jeg det
igen...

Der er nogen formler her:
http://www.aavidthermalloy.com/technical/papers/pdfs/elliptical.pdf
http://www.cheresources.com/convection.shtml

Dem kan du sikkert ikke bruge til noget... Der hvor du *især* har et
problem, er når vi taler om tvungen konvektion... Det kræver brug af
nogle indviklede formler, som du måske kan se i ovenstående links.
Pointen er, at man bestemmer nusselts tal og udfra det kan man bestemme
varmeovergangstallet. Dette kan man så indsætte i nogle flere formler,
og så kan man bestemme den nye temperatur af enten luften eller
overfladen på kabinettet fordi vi kender varmefluxen på 18 W pr.
kabinet. Men det er sådan lidt "lala" og man skal forudsætte en hel
masse eller også skal man alligevel måle temperaturer og så kunne man
alligevel have sparet beregningerne.

Jeg kan ikke lige overskue hvad jeg ville gøre i dit tilfælde, andet end
at forsøge mig frem uden beregninger...

> Eller er det i virkeligheden selvregulerende, så 'jo varmere kortet bliver,
> jo hurtigere luftstrømning, dermed højere køling, der igen giver lavere
> varme, som medfører lavere køling, som så giver mere varme osv...'

Øøh, nej. Desto varmere bundkort, desto varmere kabinet, under de samme
betingelser... Ville du *slet* ikke have nogen blæsere i, heller ikke i
bunden og i toppen?

Det tror jeg du skal have, for at sikre luft-gennemstrømning, medmindre
der er virkeligt meget plads omkring hvert bundkort i kabinettet....

>>>4) Vil det være ok med almindelig metalplade til afskærmning, eller skal
>>>man over i noget varmeisolerende materiale?
>>
>>Du vil vel for fanden ikke have noget varmeisolerende materiale, så
>>varmen ikke kan slippe ud af kabinettet og bundkortene brænder sammen
>>til sidst? Eller hvordan skal det forstås?
>
>
> Det fremfik ikke så tydelig af mit forsøg på grafik. Baggrunden er at tvinge
> den varme luft skråt op til højre i stdet for at stige lodret op i den
> næste bundkort.

Nååh... Ja, det kan du godt lave med noget plastic af en slags. Så skal
det faktisk være varmeisolerende så det "skærmer" for det næste
bundkort. Men du ødelægger luft-cirkulationen...

> [1]
> Jeg prøver lige at lave et 'exploded view', hvor *'erne illustrerer
> bundkort:
>
> +---------+
> | /
> | /
> | / L-->
> | /
> | / *
> | / *
> | / * /|
> | / * / |
> |/ * / |
> * / |
> * / |
> / |
> L--> / |
> / |
> / |
> | |
> +---------+

Det værste du kan gøre, er at proppe så meget ind i kabinettet at luften
slet ikke cirkulerer enkelte steder... Så slipper varmen ikke ud...

Noget man bruger i kraftværkskedler er at have flere indtag/udtag, fordi
luften er jo varmest i toppen når vi kigger på dit tilfælde. Det er ikke
så heldigt... Hvis du kunne få "frisk" luft ind halvvejs oppe i
kabinettet ville det være fint...

Derudover ville jeg nok alligevel passe på med at putte andet end
bundkort ind i kabinettet og forsøge at køre efter KISS-princippet, tror
jeg nok det hedder: "Keep it simple, stupid"

Ikke for meget tingel-tangel inde i mellem bundkortene, men vigtigst af
alt: prøv dig frem, fordi måske virker det fint nok med nogle plader der
afskærmer og leder varm luft den rigtige vej...


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

--
---------------------------------------------------------------------------
Home of Martin Jørgensen - http://www.martinjoergensen.dk

---

Martin Jørgensen wrote:

[snip]

> Derudover ville jeg nok alligevel passe på med at putte andet end
> bundkort ind i kabinettet og forsøge at køre efter KISS-princippet, tror
> jeg nok det hedder: "Keep it simple, stupid"

Det er netop tanken, at kabinettet udelukkende skal indeholde bundkort.
(Jeg ved ikke om det efterhånden er korrekt at kalde det 'bundkort', da der
er tale om all in one kort).

NB: Hos mig er det KIS = Keep IT Simple.

> Ikke for meget tingel-tangel inde i mellem bundkortene, men vigtigst af
> alt: prøv dig frem

Du skal have mange tak for din indsats. Jeg kan godt se, at det nok er
nemmere/hurtigere for mig at prøve mig frem.

Jeg kommer i tanke om, at der normalt er indbyggede temperaturfølere i
moderne CPU'er, så det er egentlig ikke så svært at måle på
prøveopstillinger alligevel.

Som du selv skriver, så ser de formler, du henviste til, lidt for
(indholdsmæssigt) uoverskuelige ud til dette projekt.

Men igen, tak fordi du brugte tid på mig.

--
Med venlig hilsen
Stig Johansen

---

Stig Johansen wrote:
> Martin Jørgensen wrote:
-snip-

> NB: Hos mig er det KIS = Keep IT Simple.

Ok, det kan godt være at det er den rigtige forkortelse... Kan ikke helt
huske hvordan man forkorter udtrykket...

>>Ikke for meget tingel-tangel inde i mellem bundkortene, men vigtigst af
>>alt: prøv dig frem
>
>
> Du skal have mange tak for din indsats. Jeg kan godt se, at det nok er
> nemmere/hurtigere for mig at prøve mig frem.

Så længe det emnet er interessant, så er det mig der takker for at du
bragte det på banen

> Jeg kommer i tanke om, at der normalt er indbyggede temperaturfølere i
> moderne CPU'er, så det er egentlig ikke så svært at måle på
> prøveopstillinger alligevel.
>
> Som du selv skriver, så ser de formler, du henviste til, lidt for
> (indholdsmæssigt) uoverskuelige ud til dette projekt.

Jamen, det værste af det hele er at jeg tror slet ikke man kan beregne
de ting der med "håndberegninger". Det bliver alt alt for komplekst og
uoverskueligt og hvis det så alligevel evt. kan lade sig gøre, så bliver
resultatet så dårligt og så langt fra virkeligheden at man alligevel
helt skulle have ladet være med at prøve at regne på det.

> Men igen, tak fordi du brugte tid på mig.

No problemo. Men med computerprogrammer kan man indsætte nogle af de
formler jeg linkede til i en numerisk model, bestående af "et net" med
en hel masse små celler som der regnes på. Det giver alligevel heller
ikke noget der passer helt med virkeligheden, men det er et område jeg
vil prøve at arbejde lidt med i efteråret...

Lidt billeder: http://www.engineers.auckland.ac.nz/~snor007/cfd.html


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

--
---------------------------------------------------------------------------
Home of Martin Jørgensen - http://www.martinjoergensen.dk

---

Martin Jørgensen wrote:

> Stig Johansen wrote:
>> Martin Jørgensen wrote:
> -snip-
>
>> NB: Hos mig er det KIS = Keep IT Simple.
>
> Ok, det kan godt være at det er den rigtige forkortelse... Kan ikke helt
> huske hvordan man forkorter udtrykket...

Nej, du husker helt korrekt, Det er normalt Keep It Simple Stupid, men da
jeg arbejder med edb, har jeg drejet den lidt og undladt Stupid.

>>
>> Du skal have mange tak for din indsats. Jeg kan godt se, at det nok er
>> nemmere/hurtigere for mig at prøve mig frem.
>
> Så længe det emnet er interessant, så er det mig der takker for at du
> bragte det på banen
>

Hvis du synes det er interessant, så vil jeg prøve at notere resultater ned
fra en prøveopstilling, og evt. vende tilbage.

Jeg forestiller mig følgende fremgangsmåde:
1) Bygge en interimistisk 'celle', der består af 4 sider, åbne i begge
enden.
2) Starte med lodretstående position for optimal konvektion.
3) Måle på temperaturen som referencepunkt.
4) Hælde den mere og mere, indtil temperaturen nærmer sig 'smertetærsklen'.

Det er kun hobbyprojekt, og da målingerne vil foregå ved den
forhåndenværende omgivelsestemperatur, vil det på ingen måde være
videnskabeligt.

Jeg forestiller mig, at jeg kan plotte temperaturmålinger ind som funktion
af hældningsgraden, så må jeg tage den derfra.

Hvis det viser sig, at der er basis for pladsbesparelser, vender jeg nok
tilbage og 'plager' om formler igen.

--
Med venlig hilsen
Stig Johansen