Kuidas kõrgkiiruseline õhuliikumise ventilaator eemaldab soe õhk serverirakus

Kui kuum õhk koguneb täislaetud kabiini ülaservas, halveneb vaikseks jääv kuum õhk kiiresti kõiki allpool paigaldatud seadmeid. Sobivalt suur kõrgkiiruslik õhuvoolu puhur muudab seda dünaamikat, sundides suunatud, kõrgkiirusega õhuvoolu läbi kabiini nii, et soe väljalaskeõhk ei saa kokku ladestuda ega tagasi sattuda külmasse käigusse. Tihedas serverikabiinide jahutuses sõltub stabiilsete sisendtemperatuuride ja aeglaselt levivate kuumade tsooni vaheline erinevus sellest, kas õhku tegelikult vahetatakse või lihtsalt segatakse korpuses.

Kui kuum õhk koguneb kabiini ülaservas

Kolokatsiooniteenuse pakkuja kabiini ülaserva kuum tsoon

Piirkondlik koostatud asukohateenuse pakkujas kasutati 42U kappidega arvutus- ja salvestusüksusi. Tiim märkas, et riiuli ülaosas paiknevad soojusandurid näitasid temperatuure, mis olid palju kõrgemad kui seatud piirväärtus, samas kui alumised üksused jäid normaalsesse vahemikku. Esialgsed oletused viitsisid ruumi CRAC-seadmetele, mistõttu suurendati sissepääsu rõhku, kuid see tekitas ainult rohkem müra ilma temperatuurigradiendi tasandamiseta.

Pöördepunktiks oli kabiini taga kõrgkiirusel õhuvoolu põhjustava ventilaatori paigaldamine nii, et see tõmbas väljatõmbeõhku ülespoole eraldi plenumi kaudu, mitte lastes seda tagasi üle riiuli ülaosa. Pärast muudatust liikusid riiuli ülaosas paiknevad andurid tagasi ruumi algtaseme poole ja gradiendist sai ühtlasem. Ühtegi avaldatud tõhususnäitajat ei väidetud; saavutatud kasu ilmnes andurite näitude kokkukonvergeerumisena – see oli tagasihoidlik ja kohapeal kontrollitav.

Kuidas ringlussemine püüab kinni soojust ja käivitab soojusliku läbikäigu

Serverid tõmbavad külmast sissetulevast õhust esiküljelt ja puhuvad soojenud väljatuleva õhuga tagaküljelt. Kui see tagumine väljatuli ei leia teed, tõuseb see ülespoole, kohtub ülaosas paikneva paneeliga ja keerab tagasi ülemiste seadmete esisissetulevatesse avadesse. See ringlusloop tähendab, et iga seade hingab oma enda jäätme soojust. Kõrgkiirusliku õhuliikumise ventilaator on selle probleemi vastu kasutu, kui väljatuli ei ole eraldatud sissetulevast õhust, sest ühisõhu segamine jaotab soojust lihtsalt uuesti.

Kappi sees langeb staatiline rõhk, kui õhuvool peatumisele jõuab, ja komponentide ühenduste temperatuurid tõusevad. Kui sisemine ventilaator kiirendab kompensatsiooniks, lisab see soojust sissepiiratud ruumi. See tagasiside on enesetugevdav soojuslik äärmuslik olukord, mida ruumi tasandil olev süsteem ei suuda parandada kappi väljalt. Loopi katkestamiseks tuleb õhk täielikult kappist välja viia, mitte lihtsalt kohaliselt kiirendada.

Riistvarakapi tasandi õhuvoolu teed ja miks staatiline rõhk on oluline

CFM-i lugemine kapi juures staatilise rõhu suhtes

Andmesildil märgitud vabas õhus mõõdetud CFM-väärtus on mõõdetud ilma takistusteta. Seadmes (rackis) põhjustab ventilatorile takistuse sissepääsu filtrid, kaablikoristajad ja augukateplaat. Tegelikult oluline on süsteemi staatilise rõhu juures saavutatav õhuvool, mitte andmesildil näidatud maksimaalne CFM-väärtus. Kõrge kiirusega õhuvoolu regulaator, mille südamikus on välisrotoriline püsivoolumootor ja tsinkitud terasest impeller, säilitab oma rõhu-voolumääramise kõvera koormuse all, kuna impeller suudab säilitada rõhku seal, kus kergemad telgpaigutusega konstruktsioonid seiskuvad. Ostuprotsessis tuleks nõuda rõhu-voolumääramise kõverat ja valida tööpunkt, mitte lihtsalt pealkirjas esitatud arvu.

Kus kuum õhk väljub ja kus see tagasi pöördub

Kahe teega määratakse riiuli õhuvool: külmast käigust ettepoole sisenev õhk ja tagant väljuv soe õhk tagasivoolu kambri poole. Soe õhk naaseb siis, kui väljundtee on takistatud või lühem kui sisendtee. Tühikud täitvate paneelide ümber, lahtiste kaabliaukude ja puuduvate katusekaitsjatega lekib soe õhk ettepoole. Nende lekkimiskohtade sulgemine maksab palju vähem kui ventilatsiooniventilaatorite võimsuse suurendamine. Eesmärk on selge eraldus, nii et riistvara ventilatsiooniventilaator liigutab õhku ainult ühes suunas.

Sobib ASHRAE sisendtemperatuuri juhistega

Lubatavad sisendtemperatuurid ja nende ületamise kulud

ASHRAE Tehniskomisjon 9.9 avaldab soojusjuhiseid, milles on määratletud soovituslikud ja lubatud sisendtemperatuuri vahemikud IT-seadmete jaoks, tavaliselt umbes 27 °C soovituslikult ja ülempiiriks paljude klasside puhul ligikaudu 32 °C. Nende piiride ületamine lühendab komponentide eluiga ja käivitab jõudluse piiramise, mis vaigistab vaiksesti võimsust. Kõrgkiirusliku õhuvoolu tekitaja ventilaator hoiab sisendõhku selle vahemiku piires, takistades lokaliseerunud ülekuumenemist riiuli ülaservas ning tagades seega töökindluse ja riistvara pikkade eluea ilma kogu ruumi liialt jahtumata.

Paigutus, mis takistab õhuringlust

Füüsiline paigutus on olulisem kui lihtsalt suur kiirus. Paigaldage väljatõmbeventilaatorid ülaosas ja tagumises osas, et soe õhk, mis tõuseb ülespoole, püüda kinni enne, kui see pöördub tagasi külmasse rida. Kõrgkiiruseline õhuvoolu regulaator töötab selles paigutuses ja tõmbab sooja väljalaskeõhku ülespoole lühikese toru kaudu, samas kui täitmiseplaatide ja hermeetiliste läbipääsude abil hoitakse külm õhuvool eraldatuna. Selle PWM-regulaator muudab töötsüklit vastavalt tegelikule koormusele, säilitades sisendtemperatuuri stabiilsena ja säästes energiat väikese koormuse ajal. See paigutus on tõhusam kui lihtsalt suurema õhuvooluga kohata probleemi sümptomit.

Kappide ventilatsiooniventilaatori valimine ja hooldamine

Milliseid andmeid kontrollida tehnilises andmespetsifikatsioonis enne ostu

Loe rõhu-voogu kõverat oodatava staatilise rõhu juures ja kinnita IP-klassifikatsioon (IP44 või IP54 tolmuheitel). Kontrolli töötemperatuuri vahemikku – mudelid, millel on klassifikatsioon −25°C kuni +90°C, sobivad enamikus andmekeskustes. Kontrolli kullerite tüüpi: importitud täpsuskera-kullerid pikendavad eluiga pideva töörežiimi korral. Kinnita CE-, UKCA- või IEC/EN-sobivus ning otsi tõendeid vastupidavuse kohta, näiteks puhtalt vasest mähiseid ja sisemist soojusülekoormuskaitset. Enne tellimist veendu, et pinge ja raami suurus sobivad teie seadmesse.

Paigalduspaigutus ja hooldusintervallid

Paigaldage seade nii, et väljatõmbel õhk läheb lühikese toru kaudu üle riiuli tippu, mitte vabalt õhku, kus soojus jaotub uuesti. Hoidke sisselaskefilterid ligipääsetavad kuukeskselt kontrollimiseks tolmuheitvates kohtades ja kvartaliselt puhtates ruumides. Kuulake laagrite müra ja jälgige pöörlemiskiiruse (RPM) kõikumist varase rikke näitajatena. Surnuvalu alumiiniumist korpus talub vibratsiooni, kuid veenduge esimese nädala pärast uuesti fikseerimise kindluses. Planeerige poolaastaselt impellori puhastus ja soojusülekoormuse automaatlülituse kontroll, sest pidev soojuse lagunemine sõltub rohkem sellest regulaarsest hooldusest kui maksimaalsetest tehnilistest andmetest.

Serveri seadmete soojuspiirkondi ei lahendata tavaliselt külmamad ruumid, vaid õhu liikumise täpne reguleerimine. Kõrgkiirusliku õhuvoolu põhjustava ventilaatori kasutamine koos täitvate paneelide, hermeetiliselt suletud avauste ja ülaosas ning taga paiknevate väljundavade õhuvoolu teedega katkestab soojusüleku ringluse, mis põhjustab termilist ülekäigu. ASHRAE soovituste järgi sisendõhuvoolu määramine ja ventilaatori valik rõhu-ja vooluhulga kõvera järgi (mitte vabaõhuvoolu CFM-i järgi) tagab seadmete töö ohututes piirides. Regulaarne kontrollimine kullerite, filtrite ja impellorite seisukorrast tagab pikaajaliselt jõudluse säilimise.

Tavaliselt esinevad küsimused

Küsimus

Miks koguneb soe õhk serveri seadme ülaossa?

Vastus: Soe õhk tõuseb loomulikult ülespoole ja kui tagumine õhuväljund ei saa kiiresti välja pääseda, keerleb see tagasi ülaosa paneeli üle ning sattub ülemiste seadmete eesmiseid sisselaskeavaid. See ringlus kinnitab soe õhku seadmesse. Takistatud väljundteed, puuduvad täitvad paneelid ja mittehermeetiliselt suletud kaabliavaused halvendavad probleemi. Tulemuseks on temperatuuri gradient, kus ülemised seadmed töötavad kuumemalt kui alumised, mis vähendab pikaajalist usaldusväärsust.

Küsimus

Kus tuleb õhuvahutusventilaator paigaldada, et vältida õhu ringlust?

Vastus: Paigaldage ventilaator kappi tagant ülaservas, et see püüaks kinni soojema õhu, mis tõuseb ülespoole, enne kui õhk saab liikuda edasi. Ühendage see tühjade paneelide ja hermeetiliste kaabelkummidega, et eraldada külm ja soe õhuvool. Lühike tagumine toru juhib väljatõmbatud õhku otse ruumi tagasivoolu avausele. See paigutus tagab ühesuunalise õhuvoolu ja takistab soojema õhu sisenemist külmasse riiulitevahelisse tsooni riiuli ülaosas.

Küsimus

Kuidas seotakse ASHRAE juhiseid riiuli jahutamisega?

Vastus: ASHRAE TC 9.9 määratleb soovituslikud ja lubatud sisendtemperatuuri vahemikud IT-seadmete jaoks, tavaliselt umbes 27°C soovituslikult ja kõrgemad lubatud piirid. Nende vahemike järgimine vältib kiiruspiiramist ja pikendab riistvara eluiga. Riiuli taseme ventilaatorid aitavad säilitada riiuli ülaosas asuvate sisendavade temperatuuri soovitud vahemikus ning takistavad kohalike kuumade tsoonide teket. Juhis määrab eesmärgi; ventilaatorite paigutus tagab selle saavutamise.

Küsimus

Miks on staatiline rõhk olulisem kui maksimaalne õhuvool (CFM)?

Vastus: Vabaõhu CFM-väärtust mõõdetakse ilma takistuseta, kuid reaalne kaappuhur sisaldab filtrit, paneele ja kaableid, mis teevad tagasurvet. Kasulik näitaja on süsteemi staatilise rõhu juures tarnitud õhuvool. Puhurid, mis säilitavad oma rõhu-voolumäära kuju koormuse all, liigutavad tegelikult õhku takistuste läbi. Valik ainult tipptugevuse järgi põhjustab kas üleliialise seadme suuruse või laua ülaosas olevate riiulite halva ventileerimise just siis, kui see kõige rohkem loeb.

Küsimus

Millal tuleb kaappuhurite filtreid kontrollida?

Vastus: Kõrgkiirusliku õhuliigutaja puhuri toimivus on sama hea kui selle piiramatu sisselask. Tolmuses keskkonnas tuleb filtreid kontrollida ja puhastada iga kuu; puhtades andmekeskustes piisab kvartalisest kontrollist. Jälgige varases faasis pöörlemiskiiruse kõikumist ja laagrite müra kui esimesi ebaõnnestumise märke ning puhastage impeller poolaastaselt. Veenduge pinnatugevuse stabiilsuses esimese tööpäeva järel. Regulaarne hooldus tagab püsiva õhuvoolu ja takistab ülaosas olevate riiulite kuumenemist.