Kaip serverių patalpų ventiliacijos ventiliatorius neleidžia statinio elektros kaupimuisi duomenų centrų spintose

Šiuolaikinis duomenų centras talpina dešimtis įjungtų įrenginių viename stende, o jų aušinimui naudojamas judantis oras taip pat perneša krūvį. Gerai parinktas serverių patalpų ventiliacijos ventiliatorius yra pirmoji gynybos linija nuo statinio krūvio kaupimosi, nes pastovus oro srautas riboja karštųjų dėmių susidarymą, kurios dar labiau pablogina sausas sąlygas, ir leidžia drėgmės kontrolės sistemoms veikti kaip numatyta.

Tikroji situacija – statinio krūvio gedimai duomenų centro spintų eilėje

Fonas: tankus bendro naudojimo (colocation) įrenginių išdėstymas

Rytų Europoje veikiantis kolokacijos operatorius eksploatavo 40 spintų eilę mokėjimų apdorojimo sistemai, kai kiekvienoje spintoje buvo įrengti skaičiavimo mazgai, kurie vasarą veikė dideliu apkrovos lygiu. Perimetras šaldymo sistema paliko vidines patalpos šiltesnes nei šaltas pravažiavimas, todėl komanda kiekvienai spintai pridėjo serverių patalpų ventiliatorių, kad pagerintų temperatūros pasiskirstymą ir sumažintų karšto oro cirkuliaciją, kuri grąžindavo karštą orą atgal per plokštes. Įdiegime buvo sumaišyti nauji ir senesni jungikliai, todėl vienodas šaldymas tapo sudėtingesnis ir vietinės temperatūros pakilo aukščiau esančioje stovų dalyje. Pastato personalas užfiksavo aplinkos temperatūros svyravimus keliais laipsniais tarp žemesnės ir aukštesnės stovų dalių – šią tendenciją vėliau sausas žiemos oras pavertė statinio elektros problema.

Problema ir pasekmė: ESD gedimai, po to – kontroliuojamas sprendimas

Sausvo žiemos metu santykinė drėgmė sumažėjo žemiau 30 procentų. Eksploatacijos metu statinės elekros iškrovos pradėjo vykti prie įrenginių kraštų, o du jungikliai netikėtai sugenda. Po to, kai drėgmė buvo padidinta iki maždaug 45 procentų, įdiegta įrangos įžeminimo ir sujungimo sistema bei nuolat veikė ašiniai ventiliatoriai, elektrostatinės iškrovos (ESD) įvykiai per kitą ketvirtį sumažėjo beveik iki nulio. Serverių patalpos ventiliacijos ventiliatorius buvo laikomas viena iš platesnės statinės elektros kontrolės programos dalies, o ne atskiru sprendimu, o ketvirtinės registracijos patvirtino, kad šis pagerėjimas išliko ir kitą vasaros apkrovos viršūnės metu.

Rizikos analizė ir gilūs ekspertiniai įgūdžiai – kodėl statinė elektros krūvis kelia grėsmę veikimo laikui ir kaip ją sumažinti

Neiškart pastebima ESD žala serverių plokštėms

ESD ne visada nedels iš karto komponento veikimo. Kelias kilovoltų išlydžio energija gali sukurti mikrotrūkį integrinės schemos korpuso medžiagoje arba pažeisti izoliacinį sluoksnį, palikdama plokštę, kuri praeina bandymus, bet po savaitės ar dviejų pradeda gedėti. Duomenų centre šis uždelstas pažeidimas yra brangus, nes jis pažeidžia patikimumo rezervą, kuriam operatoriai pasitiki, ir pasislėpia tol, kol apkrovos viršūnės atskleidžia silpnąją vietą. Lauko grąžinimų atveju dažnai nėra matomų degimo žymių, todėl šakninės priežasties analizė vyksta lėtai, o vieno statinio įvykio tikroji kaina daug kartų viršija pakeisto komponento kainą.

Kodėl žema drėgmė ir oro srautas sukelia krūvį ir kaip serverių patalpų ventiliacijos ventiliatorius padeda

Sausas oras yra prastas laidovas, todėl užkraujimas, atsirandantis oro srauto perpurškant dulkes ir izoliacinį paviršių, negali iššvaistyti. Greitesnis oro srautas iš tikrųjų padidina triboelektrinį įkrovimą. Serverių kambario ventiliacijos ventiliatorius padeda ne gaminant krūvį, bet išlaikydamas stabilią, vidutinę temperatūrą, kad drėgmės kontrolė veiktų ir kondensacijos rizika liktų maža. Be šukučių veikiantys išoriniai rotoriai su grynais vario sukliušimais užtikrina, kad oras tektų stabiliai, nesant komutatorių kibirkštų, kurie tik pablogintų padėtį. Dėl šios priežasties serverio kambario ventiliacijos ventiliatorius turėtų veikti nuolat, o ne įjungti ir išjungti, nes pastovios judančios priemonės užtikrina, kad drėgmės nustatymas būtų veiksmingas. Kai oro temperatūra yra lygi, drėkintuvas gali išlaikyti nustatytą temperatūrą, nesikartodamas, kad paviršiai išdžiūvėtų.

Žeminimo, jungimo ir jonizacijos logika

Žemėjimas suteikia netikėtai atsiradusiai krūviui saugų kelią į žemę; sujungimas (bonding) išlygina potencialą tarp spintos, stovų ir grindų, kad tarp jų nešoktų kibirkštis. Ten, kur drėgmė pati negali pasiekti 40–60 procentų diapazono, jonizavimo juostos įpurškia subalansuotus teigiamuosius ir neigiamuosius jonus, kad neutralizuotų paviršius. ANSI/ESD S20.20 šią sistemą apibrėžia kaip programą, kurioje derinami žemėjimas, drėgmė ir medžiagų tvarkymas – ne kaip vieną įrenginį. Serverių patalpų ventiliacijos ventiliatorius palaiko šią programą, nuolat judindamas orą, kad nustatytoji drėgmė liktų veiksminga ir paviršiai džiūtų mažiau, o tai riboja sąlygas, kuriose krūvis gali kaupiatисi šalia jautrių komponentų.

Pirkimas, tikrinimas, naudojimas, priežiūra – praktiniai nurodymai

Drėgmės nustatytosios reikšmės ir ventiliatorių išdėstymas

Tikslinė santykinė drėgmė – nuo 45 iki 55 procentų; tiek ASHRAE, tiek NFPA 75 rekomenduoja kontroliuojamą diapazoną, o ne kraštutinumus. Serverių patalpos ventiliacijos ventiliatorių įrengti taip, kad jis trauktų šaltą orą iš šalto praleidimo tako ir išpustų į karštą praleidimo taką, išvengiant trumpų ciklų, kuriuose šiltas oras cirkuliuoja pakartotinai. Didelio našumo ašiniai ventiliatoriai, kurių skersmuo 160–300 mm, tinka daugumai spintų; tinkamas vienetas turi būti parinktas remiantis CFM (kubiniais pėdų kubiniais metrais per minutę) ir statiniu slėgiu, o ne tik kaina. Įleidimo angas laikyti valyta, kad projektuotas oro srautas tikrai pasiektų plokštes, o ne būtų sumažintas užsikimšus filtrams.

Žemėjimo tikrinimai ir priežiūra

Patikrinkite žemėjimo nuolatinumą nuo spintos iki pastato žemės kiekvienoje ketvirtinėje patikroje ir patvirtinkite sujungimo šuoliukus tarp gretimų rėmų. Suteikite tepalo arba pakeiskite tikslųias guolių dalis pagal gamintojo grafiką ir stebėkite apsisukimų per minutę (RPM) skaičių bei triukšmo lygį, kad būtų galima laiku aptikti ankstyvus gedimo požymius. Ventiliatoriaus atitiktis CE, IEC ir EN standartams supaprastina jo priėmimą Europos pirkėjų; IP54 apsaugos laipsnis apsaugo nuo drėgmės ir dulkių mažiau kontroliuojamose patalpose, o variklis išlaiko našumą esant plačiam aplinkos temperatūros diapazonui ir ilgam tarnavimo laikui.

Ventiliatoriaus parinkimas ir eksploatacijos pastabos

Pasirinkite bešerdinį modelį su grynuoju vario apvijomis ir tiksliaisiais guoliais nuolatiniam veikimui, nes šaukštai veikia visą parą. Priderinkite serverių patalpos ventiliatorių prie šaukštų šilumos apkrovos ir turimos laisvosios vietos, tada po įrengimo patikrinkite pristatytą oro srautą paprastu anemometro matavimu. Per mažas vienetas leidžia susidaryti karštosioms vietoms; per didelis vienetas švaisto energiją ir gali perdaug išdžiovinti vietinį orą. EC varikliai padidina naudingumo koeficientą ir leidžia reguliuoti greitį, todėl oro srautas gali būti tiksliai priderintas prie faktinės apkrovos, o ne veikti maksimaliu greičiu ir trikdyti drėgmės pusiausvyrą.

SANTRAUKA

Statinio elektros valdymas duomenų centrų šaukštuose yra sisteminė užduotis: drėgnumas, įžeminimas ir oro cirkuliacija turi veikti kartu. Teisingai pasirinktas serverių patalpos ventiliatorius stabilizuoja temperatūrą ir palaiko nustatytą drėgmės lygį, tuo tarpu tinkamas sujungimas pašalina elektrinį krūvį pernešančią grandinę, kuri žaloja plokštes. Sujunkite ventiliatorių su tvarkinga aplinkos kontrolės sistema, kad visoje šaukštų eilėje elektrostatinio iškrovimo rizika liktų žema.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas 1

Kas sukelia statinės elektros kaupimąsi duomenų centrų spintose? Statinės elektros kiekis kaupiasi, kai sausas oras ir judantis oro srautas praeina per dulkių ir izoliacinės medžiagos paviršius, sukurdamas krūvį, kuris negali išsisklaidyti. Žema santykinė drėgmė – žemesnė nei 30 procentų – padaro situaciją dar blogesnę, o greiti ašiniai ventiliatoriai be drėgmės kontrolės padidina triboelektrinį krūvinimą. Subalansuotas požiūris į drėgmės lygį, įžeminimą ir pastovų serverių patalpų ventiliatorių veikimą padeda palaikyti paviršius arti neutralaus potencialo ir neleidžia išlydžiams pažeisti jautrių plokštų.

Klausimas 2

Kodėl ESD pažeidimai duomenų centre yra svarbesni nei biure? Duomenų centre vienoje spintų eilėje susitelkia šimtai plokštų, todėl vienas nesunkiai aptinkamas ESD įtrūkis gali panaikinti atsarginių sistemų veikimą ir priversti sustabdyti veiklą. Pažeidimai dažnai būna nematomi tikrinant, o vėliau – savaitėmis vėliau – pasireiškia apkrovos metu. Standartai, tokie kaip ANSI/ESD S20.20 ir NFPA 75, reikalauja kontroliuojamos drėgmės ir tinkamo įžeminimo, kad būtų užtikrinta nepriklausoma veikla ir ilgesnė visos įrangos tarnavimo trukmė.

Klausimas 3

Kaip reikėtų kontroliuoti drėgmę, kad būtų sumažinta statinė įtampa serverių spintose? Palaikykite santykinę drėgmę 45–55 procentų intervale naudodami patalpų drėkintuvus, prijungtus prie jutiklių. Tai padeda paviršiams išlikti švelniai laidžiems, todėl krūvis nuteka į žemę per sujungimą. Vengkite tiek labai sauso oro, tiek per didelės drėgmės sąlygų, kurios sukelia kondensatą. Nustatytoji drėgmės reikšmė turi būti derinama su pastoviu oro srautu, kad temperatūra liktų stabilioje būsenoje ir drėgmės kontrolė nebūtų neveiksminga.

Klausimas 4

Ar jonizacija gali pakeisti drėgmės kontrolę statinės įtampos prevencijoje? Jonizacija neutralizuoja krūvį izoliuotuose paviršiuose, kur drėgmė padėti negali, todėl ji yra naudinga ypatingai jautriose vietose. Ji nekeičia nei drėgmės kontrolės, nei įžeminimo, kurie pašalina pagrindinę riziką. Patikimiausia sistema apima kontroliuojamą drėgmės intervalą, įrangos sujungimą su žeme ir pastovų oro srautą. Jonizacijos juostos yra papildomas elementas, o ne atskiras sprendimas, ir vis tiek reikalauja reguliarios patikros.

Klausimas 5

Kur reikėtų įrengti spintos aušinimo ventiliatorius, kad būtų užtikrintas stabilus statinio elektros krūvio kontrolės režimas? Ventiliatorių reikėtų pritvirtinti taip, kad jis siurbtų orą iš šalto tako ir pustų šiltą orą į karštą taką, taip neleisdami susidaryti cirkuliacijos kilpoms, kurios padidina vidinę temperatūrą. Išmetamąjį orą reikėtų išvesti viršutinėje dalyje, kur kaupiasi šiluma, o įsiurbiamąjį orą reikėtų laikyti toli nuo dulkių filtrų, kurie riboja oro srautą. Ventiliatoriaus modelis turi atitikti spintos dydį: 160–300 mm ašiniai vienetai apima daugumą eilučių, o EC varikliai padidina naudingumo koeficientą nuolatiniam veikimui.