Quina selecció de material d’absorció de xoc per a la bastida de la base del ventilador de refrigeració de grans sales de servidors

Per què les vibracions dels ventiladors de refrigeració arriben a l’edifici

La física de les vibracions induïdes pels ventiladors i l’estructura

Un impulsor en rotació mai és perfectament equilibrat, de manera que cada volta transmet una força periòdica al rodament i, des d’allí, al bastidor. Un ventilador de refrigeració per a sala de servidors fixat a un bastidor rígid permet que aquesta força es propagui com a vibració transmesa per l’estructura, desplaçant-se a través dels cargols i del formigó cap als armaris i oficines veïns. Com més gran sigui l’equip i més elevada la seva massa, més energia es transmetrà a l’edifici; per això, les instal·lacions més grans de CRAC i CRAH són les primeres i les més afectades per aquest problema.

Com la ressonància amplifica el soroll i la fatiga

Quan la freqüència d’excitació del ventilador s’apropa a la freqüència natural de la bastida o del terra, la ressonància amplifica el moviment en lloc d’atenuar-lo. Petits desequilibris produeixen llavors grans oscil·lacions, que afloren els elements de fixació i provoquen fissures a les soldadures al llarg de diversos mesos. La ressonància també eleva el to audible fins a un rang que molesta els operadors i els inquilins, transformant una molèstia mecànica en un problema de conformitat. Un ventilador de refrigeració per a una sala de servidors que funciona a prop d’una freqüència natural estructural necessita una isolació ajustada molt allunyada d’aquest punt per garantir la seguretat. Una inspecció prèvia a la instal·lació sobre les vibracions identifica la freqüència natural del terra, de manera que es pot seleccionar el sistema de muntatge per evitar-la; això resulta molt menys costós que reconstruir la bastida després de les reclamacions dels inquilins.

Un centre de dades que va resoldre el problema d’una bastida de terra que vibrava

Antecedents de la sala de servidors de co-ubicació

Un proveïdor de co-ubicació va ampliar una sala de 400 metres quadrats amb tres unitats de tractament d’aire grans, cadascuna amb una capacitat d’aproximadament 30.000 metres cúbics per hora. Després de la posada en servei, els inquilins van informar d’un brunzit i una vibració lleus a través del sòl elevat, i una inspecció visual va revelar que les estructures base estaven subjectes directament al formigó sense cap sistema d’aïllament. Les comprovacions del parell de torsió dels cargols van detectar aflojaments en qüestió de setmanes, i la instal·lació corria el risc de reclamacions per danys, així com de sancions per incumpliment dels acords de nivell de servei (SLA) vinculats al temps d’activitat.

El que necessitava la base del ventilador de refrigeració de la sala de servidors

Els enginyers van especificar aïlladors de goma neopren de mida adaptada a la càrrega estàtica de cada unitat, amb restriccions perifèriques per suportar les forces sísmiques i les de començament i aturada. Es van afegir suports de molla només on les necessitats de desviació eren elevades, ja que les plaques gestionaven correctament la gamma de freqüències mitjanes dominant. Després de la reforma, la vibració transmesa al forjat va disminuir bruscament i el brunzit dels inquilins va desaparèixer. Aleshores, les bases dels ventiladors de refrigeració de la sala de servidors van superar amb marges una enquesta posterior, i la desvinculació dels cargols va cessar sense cap intervenció addicional. L’enquesta també va detectar una segona unitat situada a prop d’un node estructural, que l’emplaçament original havia passat per alt completament.

Com triar un material d’absorció d’impactes

Comparació entre aïlladors de molla, cautxú i neopren

Les plaques de neopren són adequades per a l’aïllament de freqüències mitjanes i resisteixen l’oli, l’ozó i la calor suau, cosa que les fa idònies per a la majoria de sales de dades interiors. Els aïlladors de cautxú són menys cars, però envellieixen més ràpidament sota càrrega contínua i variacions de temperatura. Les molles d’acer assolen freqüències naturals baixes per a unitats pesades, però transmeten xiulets d’alta freqüència llevat que es combinin amb un element de cautxú. Normalment, la base d’un ventilador de refrigeració per a sales de servidors combina una placa de neopren per a la gamma de treball amb restriccions perifèriques, reservant les molles per a unitats on la massa i la deflexió ho exigeixen.

Capacitat de càrrega, deflexió i freqüència natural

La qualitat d’aïllament depèn de la deflexió estàtica que permet el material: més deflexió redueix la freqüència natural i millora la separació de la velocitat de funcionament del ventilador. S’ha d’ajustar la capacitat de càrrega de l’aïllador al pes real de l’unitat més l’empenta dinàmica en l’arrencada, mai a una xifra arrodonida del catàleg. Les plaques subdimensionades es comprimeixen i perden recorregut; les sobredimensionades romanen rígides i transmeten les vibracions. Cal verificar que el material escollit mantingui la freqüència natural aproximadament a un terç de la freqüència d’excitació, que és la regla habitual per a un aïllament eficaç.

Normes, selecció i manteniment que protegeixen la disponibilitat

Normes sobre vibracions i acústica que val la pena conèixer

L’OSHA estableix límits d’exposició laboral al soroll que un centre de dades sorollós pot superar quan els ventiladors transmeten vibracions a l’estructura. La norma ISO 14694 tracta la vibració dels ventiladors i la seva integritat mecànica, mentre que la família de normes ISO 10816 orienta la mesura i avaluació de la vibració de les màquines. Les directrius tèrmiques de l’ASHRAE per a centres de dades defineixen la càrrega de refrigeració que el ventilador ha de satisfer, de manera que les opcions d’aïllament no poden comprometre el cabal d’aire. Especificar en referència a aquestes normes assegura comparacions justes durant la contractació i evita l’ús d’aïlladors que superin una prova en banc però fracassin en el centre de dades. Documentar el nivell d’acceptació des del principi també proporciona a l’operador una referència clara de «aprovar» o «rebutjar» durant la posada en servei, eliminant qualsevol suposició en la recepció.

Llista de comprovació d'especificacions i inspecció per als compradors

Els compradors han de confirmar la classificació de càrrega de l’aïllador respecte al pes de la unitat instal·lada, la gamma de temperatures del material i si calen restriccions perimetrals per a sismes o empentes. Sol·liciteu el mètode d’inspecció de vibracions i el nivell d’acceptació, i verifiqueu-lo després de la instal·lació amb un mesurador manual sobre la losa. Durant el manteniment, una inspecció trimestral de la compressió dels suports, el parell de torsió dels cargols i l’alçada dels ressorts detecta l’assentament abans que es transmeti. Registreu les lectures en punts fixos, de manera que una base desplaçada avisi amb setmanes d’antelació d’un suport defectuós. Confirmeu que les restriccions estan dimensionades per a l’empenta durant l’encesa i l’aturada, ja que aquesta càrrega transitori, i no el pes estàtic, és sovint la causa de la ruptura d’un suport mal escollit.

La vibració és un impost lent per a cada gran sala de dades, pagat en soroll, acer solt i vida útil reduïda de l’equipament. Un bastidor base aïllat correctament per a un ventilador de refrigeració en una sala de servidors elimina aquest impost mitjançant la selecció d’un material d’absorció d’impactes adaptat a la massa i la velocitat de la unitat, transformant una planta que vibra en una fonament estable i silenciós per als bastidors superiors.

Preguntes freqüents

Pregunta

Quin material d’absorció de xocs és adequat per a la base d’un ventilador de refrigeració?

Resposta

Les cargoles de neopren gestionen la gamma de freqüències mitjanes en la majoria de sales de dades interiors i resisteixen l’oli, l’ozó i una lleugera calor, el que les converteix en la primera opció habitual. El cautxú aïlla de forma més econòmica, però envella més ràpidament sota càrrega i variacions de temperatura. Les molles d’acer arriben a freqüències naturals baixes per a unitats pesades, però transmeten el xiulet d’alta freqüència llevat que es combinin amb cautxú. Sovint, la base d’un ventilador de refrigeració per a sales de servidors combina una cargola de neopren per a la gamma de treball amb restriccions perifèriques, utilitzant molles només on la massa ho exigeix.

Pregunta

Com afecta la ressonància el marc de la base d’un ventilador de refrigeració?

Resposta

La ressonància es produeix quan la freqüència d’excitació del ventilador s’apropa a la freqüència natural del bastidor o del terra, multiplicant el moviment en lloc d’atenuar-lo. Petits desequilibris provoquen llavors grans oscil·lacions que van aflorent els cargols i esquerden les soldadures amb el temps. El to audible també puja fins al rang que molesta els operaris i els inquilins. L’aïllament ajustat lluny de la freqüència natural estructural evita això, cosa que explica per què cal fer una inspecció de vibracions abans de triar definitivament els suports.

Pregunta

Quina càrrega nominal ha de tenir l’aïllador?

Resposta

S’ha d’igualar la càrrega nominal de l’aïllador al pes real de l’equipament instal·lat més l’empenta dinàmica al moment de l’engegada, mai a una xifra arrodonida del catàleg. Les bases subdimensionades es comprimeixen i perden recorregut, mentre que les sobredimensionades romanen rígides i transmeten directament les vibracions. Cal confirmar que el material manté la seva freqüència natural a prop d’un terç de la freqüència d’excitació per a una separació eficaç. Demaneu la corba càrrega-desviació per verificar que la càrrega escollida sigui correcta en condicions operatives reals.

Pregunta

Els suports de molla superen els suports de cautxú per a centres de dades?

Resposta

Les molles assolen freqüències naturals més baixes per a unitats molt pesants, però transmeten un xiulet d’alta freqüència llevat que es combinin amb un element de cautxú, i necessiten alçada i sistemes de restricció sísmica. Els suports de neopren o de cautxú són adequats per a la gamma de freqüències mitjanes dominant en la majoria de sales, amb un cost inferior i una instal·lació més senzilla. La millor opció depèn de la massa de l’unitat, de la deflexió necessària i de la freqüència natural del terra, de manera que la decisió hauria de basar-se en un estudi tècnic i no en la selecció automàtica d’un tipus concret.

Pregunta

Amb quina freqüència cal inspeccionar els suports d’aïllament?

Resposta

Una inspecció trimestral de la compressió de les plaques, el parell de torsió dels cargols i l’alçada dels molles detecta l’assentament abans que transmeti vibracions a la losa. Registreu les lectures en punts fixos, de manera que una línia base desplaçada reveli un suport defectuós setmanes abans que es produeixi soroll audible. En zones sísmiques o després d’un esdeveniment important d’arrencada-parada, feu la inspecció abans, perquè les restriccions i les plaques poden desplaçar-se sota l’empenta. La detecció precoç protegeix tant els coixinets del ventilador com la integritat estructural del marc de l’edifici.

Pregunta

Pot una mala aïllació invalidar l’acord de nivell de servei (SLA) d’un centre de dades?

Resposta

La vibració excessiva transmesa per l’estructura pot superar els límits de soroll, afloir l’equipament i provocar reclamacions dels inquilins que escalen fins a sancions SLA vinculades al temps d’activitat i a l’entorn. Un terra que vibra també comporta riscos de reclamacions per danys a bastidors i oficines adjacents. L’aïllament adequat, seleccionat a partir d’un estudi de vibracions, protegeix l’acord mantenint el vestíbul tranquil i estable. Tracteu l’aïllament del marc de base com una part de la posada en marxa, no com una mesura addicional que s’afegeix només quan els inquilins es queixen.