Kaip didelio skersmens ašiniai ventiliatoriai išsprendžia šilumos kaupimosi problemą didelėse duomenų serverių patalpose

Šiuolaikiškoje, didelės tankumo duomenų salėje, kurioje įrengti šimtai veikiančių serverių stalčių, šiluminė energija kaupiasi nepaprastai greitai. Kai lokalizuota šiluma negali išsisklaidyti pakankamai greitai, serverių procesoriai automatiškai sumažina našumą, kad būtų išvengta fizinės žalos, dėl ko kyla rimtų delsų ir įrangos prastovų. Pastatų inžinieriai dažnai mano, kad kartotinių šilumos smūgių priežastis yra nepakankama šaldytuvų galia. Iš tikrųjų šakninė priežastis beveik visada yra netinkama oro pasiskirstymo organizacija visame pastato plote.

Efektyvus šilumos valdymas yra pirmiausia skysčių dinamikos, o ne paprastos mechaninės aušinimo problema. Standartiniai oro kondicionavimo įrenginiai gali sušaldyti paduodamą orą, tačiau be stipraus tūrinio oro judėjimo šis vėsus oras niekada nepatenka į tankių stovų matricų centrą. Didelių ašinių ventiliatorių integravimas į pagrindinę oro apdorojimo įrangą pašalina šį tūrinio srauto susiaurėjimą ir užtikrina milžinišką tūrinį oro mainą, kuris būtinas, kad didelės galios serveriai veiktų stabiliai maksimaliomis apdorojimo apkrovomis.

Kodėl serverių patalpose orо tūris svarbesnis nei orо greitis

Šiuolaikinės skaičiavimo aplinkos aušinimui reikia perkelti didžiulius oro kiekius, kad nuolat būtų pašalinama šiluma, kurią sukuria didelės tankumo apdorojimo stovai. Šiam tikslui pasiekti reikia didelio kubinio našumo, o ne tiesiog pernelyg greitai sukti mažus ventiliatorius. Aukšto našumo ašinis ventiliatorius sukurtas būtent šiai paskirčiai: jis užtikrina išsklaidytą oro kiekį esant žemam ar vidutiniam statiniam pasipriešinimui ir pasiekia optimalų energijos naudojimo efektyvumą.

Šių vienetų įrengimas organizuotais ventiliatorių masyvais arba ventiliatorių sienomis patenkina šiuolaikinių duomenų centrų aušinimo milžiniškus tūrinius reikalavimus be rimtų energijos nuostolių, kurie būdingi priverstiniam orui tekėti per siaurus, ribotus ortakius. Ventiliatorių masyvai leidžia keliems vienetams veikti lygiagrečiai jų maksimalaus aerodinaminio efektyvumo režimu, todėl išvengiama pernelyg stipraus virpesių, energijos sąnaudų ir didelio garso lygio, būdingo mažesniems, didelės našumo pučikliams, veikiantiems maksimaliu greičiu.

Oro srautų kelių ir karštosios eilės izoliavimo optimizavimas

Didelės oro masės perkėlimas yra tik pusė kovos; vienodai svarbu užkirsti kelią šiluminiam tiekiamojo ir grąžinamojo oro „trumpajam jungimuisi“. Be struktūrizuotos fizinės atskyrimo sistemos didelės ašinės ventiliatoriaus galios gali pradėti cirkuliuoti karštą išmetamą orą tiesiai atgal į serverių įėjimus. Kietųjų karštųjų eilučių izoliacinės sistemų įdiegimas kartu su aiškiais ortakių kanalais užtikrina, kad kondicionuotas oras tekėtų tik per apdorojimo įrangą prieš grįždamas į išmetimo įrenginius.

Vienodas oro srauto pasiskirstymas pašalina vietines „numirusias zonas“, kuriose šiluminė energija kaupiasi nepastebimai. Aukšto našumo ašinių ventiliatorių masyvų tiesioginis derinimas su izoliuotomis karštomis eilutėmis žymiai sumažina maksimalią temperatūrą serverių stalčių įėjimuose be papildomų aušintuvų įrengimo. Kai serverių patalpų ventiliacijos projektavime pirmenybė teikiama kryptiniam, vienodam masiniam srautui, kiekvienas stalčius gauna nuolatinį aušinimą nepriklausomai nuo jo vietos salėje.

Oro judėjimo architektūros variantų vertinimas

Tinkamo oro srauto architektūros pasirinkimas labai priklauso nuo bendros skaičiavimo tankio, grindų išdėstymo ir visos įstaigos masto.

Kol tradicinės kompiuterių patalpų oro kondicionavimo įrangos vienetai palaiko pagrindinį drėgmės ir temperatūros valdymą, tik remiantis CRAC vienetais, kurie pučia orą per didelius plotus, dažnai susidaro karštos vietos ir per dideli energijos sąnaudų sąskaitų dydžiai. Specialios aukšto našumo ašinės ventiliatorių grupės integruojimas į duomenų centrų aušinimo sistemą užtikrina, kad paruoštas oras būtų efektyviai paskirstytas tiesiai prie serverių įėjimų, todėl kiekvienam kilovatui pasiekiamas maksimalus šiluminis našumas.

Oro srauto reikalavimų apskaičiavimas iš šiluminės apkrovos

Aukštos našumo ventiliatorių sienos parinkimas reikalauja tikslaus viso IT įrangos elektros vartojimo ir leistinų įėjimo temperatūros ribų analizės. Būtinas oro tūris nustatomas pagal standartines termodinamines formules: bendras galios nuostolis vatais dalijamas iš oro tankio, šiluminės talpos ir numatyto temperatūros skirtumo sandaugos.

Nustatant didelius ašinius ventiliatorius, inžinieriai turi įvertinti jų našumo kreives esamomis veikimo statinėmis slėgio sąlygomis, atsižvelgdami į įleidimo grotelių, konstrukcinių rėmų ir dulkių filtrų sukeliamas apribojimų sąlygas. Aukšto našumo ašinio ventiliatoriaus masyvo parinkimas remiantis absoliučiai blogiausiu atveju – stovų tankiu, o ne patalpos vidurkiu – užtikrina, kad visos serverių patalpos vėdinimo sistema išliktų atspari netikėtiems serverių apkrovos šuoliams arba būsimoms įrangos plėtroms.

Realus našumas ir šiluminė stabilumas

Pakeitus senąją objekto oro valymo įrangą specializuotomis ašinio ventiliatoriaus sienomis pasiekiami matomi eksploataciniai pagerinimai pagrindinėse metrikose. Įstaigos, kurios taiko struktūrizuotą karštosios eilės izoliaciją kartu su didelės galios ventiliatorių masyvais, dažnai sumažina maksimalią karštosios eilės temperatūrą 8–10 K, tuo pačiu stabilizuodamos šaltosios eilės padavimo temperatūrą visame duomenų salėje.

Serverių pritempimo pašalinimas leidžia duomenų centrų įrenginiams maksimaliai padidinti skaičiavimo tankį esamose fiziniuose plotuose. Nuolatinio, vienodo oro srauto palaikymas sumažina temperatūros svyravimus visame serverių korpuso plote, ilgina įrangos tarnavimo laiką ir neleidžia ankstyvam diskų gedimui. Patvirtinti veiklos duomenys rodo, kad mechaninio aušinimo derinimas su optimizuotu masės srauto oro tiekimu yra ekonomiškiausias kelias ilgalaikiam duomenų centro šiluminiam valdymui.

Gamybos standartai ir pasaulinės pristatymo paslaugos palaikymas

Misijoms kritinės reikšmės infrastruktūros diegimui reikalinga įranga, pagaminta tiksliai pagal mechanines specifikacijas ir patikrinta realiomis eksploatacijos sąlygomis. Bendradarbiaujant su patirties turinčiais oro apykaitos įrangos gamybos specialistais – pvz., Lobisong – užtikrinama, kad kiekvienas didelis ašinis ventiliatorius atitiktų sertifikuotus tūrinius našumo rodiklius, būtų energijos naudojimo efektyvus ir patikimai veiktų nuolat.

Lyderiai gamintojai pateikia visiškai patvirtintas ventiliatorių slėgio kreives, išbandytas prieš apkrautų filtrų pasipriešinimą, visiškus įėjimo apsaugos reitingus ir išsamų eksporto atitikties patvirtinimą projektams visoje Europoje, Indijoje, Rusijoje ir Amerikoje. Tiksliai suprojektuotų didelio našumo ašinių ventiliatorių vienetų naudojimas nuo įsitvirtinusių gamybos partnerių, tokių kaip Lobisong, supaprastina sistemos paleidimą, apsaugo eksploatacijos laiką ir užtikrina maksimalią efektyvumą visame pasaulyje įrengtuose šiuolaikiniuose duomenų centrų objektuose.