Kodėl stalčių aušinimo ventiliatoriai palaiko stabilią veikimo temperatūrą tinklo ryšio įrangai

Tinklo ryšių patalpose perjungikliai, maršrutizatoriai ir serveriai supakuojami į glaudžius spintas, kur šiluma kaupiasi greičiau, nei išeina. Stovų aušinimo ventiliatoriai yra komponentas, kuris kontroliuoja šią šilumą, palaikydamas kiekvieną įrenginį saugioje veikimo temperatūroje, kad duomenų paketai toliau būtų perduodami. Be nukreipto oro srauto vidinės karštos vietos per kelias minutes nuo maksimalios apkrovos viršija projektuotas ribas, o patalpos oro kondicionierius vienas negali pasiekti uždaros spintos viduje susidariusios įstrigusios šilumos.

Kodėl tinklo stovai perkaista be aktyvaus oro srauto

Tankūs perjungikliai, maršrutizatoriai ir serveriai sukuria koncentruotą šilumą

Šiuolaikiniai plokščieji jungikliai ir 1U maršrutizatoriai iš mažo ploto sunaudoja daug vatų, todėl šilumos šalinimas tampa bet kurio serverių stovinio pagrindine problema. Net pilnai neužpildytas šaukštų stalčius vis tiek įgauna šiltą orą, nes natūrali konvekcija per silpna, kad jį pašalintų. Šaukštų stalčių aušinimo ventiliatoriai šią problemą išsprendžia, priverčiant nuolatinį orų srautą praeiti per korpusą ir pakeisti įstrigusį šilumą švelnesniu kambario oru dar prieš pasiekiant komponentų kritinius temperatūros lygius. Šis poveikis yra pastovus, o ne laikinas. Aktyvūs ventiliacijos angos ant šaukštų stalčiaus durų retai sugeba pajudinti pakankamai oro, kad būtų reikšminga, kai įdiegta keletas didelės tankumo įrangos vienetų.

Temperatūrinis greičio sumažinimas, tarnavimo trukmė ir prastovos

Kai kuri mikroschema viršija savo šiluminį ribos tašką, programinė įranga sumažina takto dažnį, kad įrenginys išliktų veikiantis – šis reiškinys vadinamas šiluminiu apribojimu. Įrenginys lieka prisijungęs prie tinklo, tačiau našumas staigiai krenta būtent tada, kai duomenų srautas pasiekia maksimumą. Kartotiniai šiluminiai viršijimai taip pat sutrumpina įrangos tarnavimo laiką, nes šilumos ciklų sąlygomis greičiau sensta litavimo jungtys ir kondensatoriai. Duomenų centre vienas peršilęs viršutinio eilės komutatorius gali sukelti viso VLAN nutrūkimą. Nuolatinė ventiliacija pašalina šį veiksnį ir užtikrina numatytą oro srauto kelią. Reguliarios šiluminės vaizdinės kontrolės stebėjimai pikiniais valandomis leidžia aptikti šiuos tylias karščio taškus dar prieš tai, kai jie sukeltų prievado perkrovos reiškinį. stalčių aušinimo ventiliatoriai, serverių stalčių aušinimas, šiluminis valdymas, duomenų centro ventiliacija

Kaip stalčiuose montuojami ventiliatoriai stabilizuoja veikimo temperatūrą

Priekinio–pakaulinio oro srauto kelias bei karštosios ir šaltosios eilės logika

Dauguma tinklo įrangos sukuriama su priekinio į galinį oro srautu: šaltas oras patenka per skylėtą plytelės pusę, praeina per korpusą ir išeina į uždarą karščio eilę. Rack aušinimo ventiliatoriai turi būti suderinti su šiuo kryptimi, kitaip jie kovos su pačios įrangos vidiniais ventiliatoriais. Karštos/šaltos eilės atskyrimas neleidžia grįžtančiam orui vėl šildyti įeinančio oro, todėl išdėstymas yra tokio pat svarbus kaip ir tiesioginis oro srautas per rack. Ventiliatorius, pūtantis neteisinga kryptimi, tiesiog cirkuliuoja šilumą atgal per tą pačią įrangą.

Statinis slėgis ir CFM per tankius rack

Du skaičiai nusako, ar ventiliatorius tikrai perneša šilumą: CFM – oro tūris ir statinis slėgis – jėga, kuria šis tūris verčiamas praeiti per kliūtis. Tankus serverių stendas, pilnas laidų ir uždengiamųjų plokščių, trukdo srautui, todėl didelio CFM ventiliatoriai su žemu statiniu slėgiu sustoja. Pasirenkant stendo aušinimo ventiliatorius su pakankamu statiniu slėgiu, CFM reikšmė išlaikoma stendo gale, o ne tik įėjime, kur pasipriešinimas mažiausias. Matavimai, atlikti tik stendo priekyje, slepia tikrąjį pasipriešinimą, vykstantį giliai stende. stendo aušinimo ventiliatoriai, serverių stendo aušinimas, šiluminis valdymas, duomenų centrų ventilacija

Tolydžios veiklos patikimumas 24/7 patalpoms

Tinklo kambarių ventiliatoriai veikia kas valandą, todėl ventiliatoriai negali būti tik laikiniais pagalbininkais. Nuolatiniam naudojimui skirti stovinčiojo tipo ventiliatoriai, sukurti su grynu vario apvyniojimais, tiksliais rutuliuotais guoliais ir bešepetiniais išorinio rotoriaus varikliais, gali veikti metus be išslydimo. Nepavykęs ventiliatorius 3 val. ryto nepastebimas, kol įrenginys neviršija savo ribų, todėl bet kurio ryšių įrangos kambario techninėje specifikacijoje turi būti numatyta dubliavimo ir signalizacijos stebėjimo sistema. Filtrų užsikimšimas ir guolių ausis – tai du gedimo režimai, kuriuos stebėjimo sistema turėtų aptikti kuo anksčiau.

Standartai, scenarijai ir pirkimai

ASHRAE TC9.9, ANSI/TIA-942 ir CE nuorodos

ASHRAE TC9.9 apibrėžia rekomenduojamą veikimo temperatūros intervalą ir leistiną drėgmę IT įrangai, pateikdama pirkėjams skaitminį tikslą vietoj spėliojimų. ANSI/TIA-942 prideda duomenų centro laidų ir šiluminio išdėstymo taisykles, kurios užtikrina efektyvų eilių veikimą. Įrangai, kuri įvežama į Europos rinką, CE žymėjimas patvirtina, kad stovų aušinimo ventiliatoriai atitinka taikomus mašinų ir elektromagnetinės suderinamumo reikalavimus, todėl pirkimo komandos turėtų reikalauti šios informacijos dokumentų rinkinyje. Patvirtinta atitiktis taip pat palengvina muitinės formalumus bei konkuruojančių pasiūlymų pateikimą Europos ir Azijos pirkėjams.

Telekomunikacinė patalpa, įrengta tinkamai

Regioninės ryšių įmonės vietoje buvo įrengti agregavimo perjungikliai ir prieigos maršrutizatoriai suspaustame ryšių įrangos kambaryje, kur naudojama tik patalpos oro kondicionavimo sistema be kryptinės šaukštų ventiliacijos. Kai abonentų apkrova augo, viršutinio eilės perjungiklio temperatūros įvykiai buvo fiksuojami du kartus per savaitę, o blogomis popietėmis VLAN nutrūkdavo kelias minutes. Inžinieriai nustatė kiekvieno šaukšto oro srauto kelią ir įdiegė priekinio–užpakalinio šaukšto aušinimo ventiliatorius, pritaikytus įrangos korpuso oro srauto krypčiai, taip pat uždengiamuosius skydelius, kad būtų išvengta oro cirkuliacijos. CE ženklu pažymėti, IP54 apsaugos lygio korpusai buvo tinkami dulkingam kambariui, o stebėjimo sistema dabar įspėja apie temperatūros nuokrypius. Per kelias dienas maksimalios šaukštų temperatūros sumažėjo žemiau ASHRAE TC9.9 ribų, o temperatūros įvykiai nutrūko; VLAN stabiliai veikė visą vasarą, o įrangos tarnavimo trukmės rizika dėl karščio ciklų sumažėjo už nedidelę dalį aušinimo sistemos modernizavimo sąnaudų.

Tikrinimo ir techninės priežiūros rekomendacijos

Pirkimo komandoms, nurodant ventiliatorius stalčiuose, reikia pareikalauti parametrų lapų ir CAD brėžinių, tada patikrinti IP54 arba IP44 apsaugos laipsnį dėžutėms dulkių pilnuose patalpose. Ploviamos įspaudžiamos filtrų tinklelės padeda pratęsti techninės priežiūros intervalus, tačiau filtras vis tiek turi būti tikrinamas, kitaip padidėja statinis slėgis. Paprastas kas mėnesį vedamas įėjimo ir išėjimo temperatūrų žurnalas leidžia aptikti nuokrypius dar prieš tai virstant prastovomis, o atsarginiai vienetai užtikrina, kad vieno vieneto gedimas neužtęstų visos sistemos išjungimo. Atsarginis vienetas, laukiantis ant lentynos, naktinę krizę paverčia dešimties minučių keitimu.

Santrauka: Kryptininė ventiliacija nėra pasirinktinė sunkiai apkrautų tinklo spintų sąlyga – ji lemia skirtumą tarp stabilios veikimo temperatūros ir kartotinių išjungimų. Tinkamai parinkti stalčių aušinimo ventiliatoriai valdo šilumos išsiskyrimą, palaiko reikiamą statinį slėgį ir CFM rodiklį bei apsaugo įrangos tarnavimo trukmę visą parą. Laikymasis ASHRAE TC9.9 ir ANSI/TIA-942 rekomendacijų transformuoja šiluminio valdymo procesą iš spėliojimų į matuojamą ir patikimą praktiką, kuria pirkimo komandos gali pasitikėti nustatydamos technines sąlygas.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas

Kokia veikimo temperatūra turi būti tinklo įrangai?

Atsakymas: ASHRAE TC9.9 apibrėžia rekomenduojamą IT įrangos veikimo temperatūros intervalą, dažniausiai apie 18–27°C klasės A1 ir A2 įrangai, kai kuriomis aplinkybėmis leidžiama iki 35°C. Veikimas šiame intervale užtikrina komponentų patikimumą ir neleidžia temperatūros ribojimui (thermal throttling). Ventiliacijos talpos nustatymui ir signalizacijos slenkčių nustatymui reikia remtis vietiniais įsiurbimo ir išmetimo temperatūros rodmenimis, o ne tik patalpos termometro reikšmėmis.

Klausimas

Kodėl tankiuose stalčiuose statinis slėgis yra svarbesnis nei CFM?

Atsakymas: Didelė CFM reikšmė nieko nereiškia, jei ventiliatorius negali perstumti oro pro laidų ryšulius, užpildymo plokštes ir susidėjusius korpusus. Statinis slėgis – tai jėga, kuri įveikia šį užkimšimą, todėl faktiškai pristatomas oro srautas serverių stalčiaus gale priklauso nuo jo. Nurodant vienetus su pakankamu statiniu slėgiu, numatyta CFM reikšmė pasiekia tikrąją karščio kaupimosi vietą, o ne sustabdo prie įėjimo.

Klausimas

Kaip sureguliuoti priekinį–galinį oro srautą ryšių stalčiuje?

Atsakymas: Oro srautas iš priekio į galą atitinka konstrukcijos projektavimą: šaltas oras patenka per skylėtą grindų dangą šaltyje, praeina kiekvieno įrenginio viduje ir išeina į izoliuotą karščio eilę gale. Rack tipo ventiliatoriai turi pūsti tuo pačiu kryptimi, o uždengiamosios plokštės uždaro nepanaudotas erdves, kad šiltas oras negalėtų cirkuliuoti atgal.

Klausimas

Ar esamas patalpas galima modernizuoti be naujos oro kondicionavimo sistemos?

Atsakymas: Taip. Daugelis perkaitimo problemų kyla dėl įstrigusio spintos šilumos, o ne dėl per mažos oro kondicionavimo sistemos galios. Pridėjus tikslinius rack tipo aušinimo ventiliatorius, uždengiamąsias plokštes ir tinkamai atskyrus karšto ir šalto oro eiles dažnai pavyksta pasiekti stabilią veikimo temperatūrą už nedidelę dalį aušinimo sistemos modernizavimo sąnaudų. Telekomunikacijų patalpų atvejis tai patvirtino: šiluminiai įvykiai nutrūko po to, kai buvo suderinta ventiliatorių kryptis, be jokio statybos darbų reikalo.

Klausimas

Kur reikėtų apsvarstyti filtrų tinklelių ir korpusų apsaugos įrengimą?

Atsakymas: Dulkėti arba drėgni įrangos patalpos reikalauja ventiliatorių vienetams apsaugos klasės IP54 arba IP44, o pritvirtinamosios valomos filtrascreens sulaiko daleles. Filtrai šiek tiek padidina statinį slėgį, todėl reikia registruoti įsiurbimo ir išmetimo temperatūras, kad būtų galima laiku aptikti srauto apribojimą. Šiurkščioms vietoms nurodant sandarias korpusų konstrukcijas, apsaugomi varikliai ir guoliai, nepažeidžiant oro srauto, kurio reikia stovui.