Kā augstas plūsmas ass ventilators nodrošina vienmērīgu temperatūras sadalījumu lielā serveru telpā

Mūsdienu serveru telpas koncentrē aprēķināšanas jaudu arvien mazākā platībā, radot siltumu ātrāk, nekā vecāku dzesēšanas shēmu var absorbēt. Augsta plūsmas ass ventilators pārvieto lielu gaisa daudzumu pie mērenas statiskās spiediena vērtības, kas atbilst vairumam datu centru grīdu atvērtajām, zemas pretestības gaisa ceļiem. Racionāli izvietots šāds ventilators samazina karstās un aukstās vietas, nodrošinot katram serveru rindam stabili auksta gaisa piegādi.

Kāpēc temperatūras sadalījums sabrukst blīvās telpās

Kā pieaugošā siltuma blīvums pārspēj vecās gaisa plūsmas sistēmas

Vientu šodien var patērēt vairāk vatu nekā vesela rinda pirms desmit gadiem, jo siltuma blīvums pieaug. Vecās perimetra dzesēšanas sistēmas pieņem lēnu un vienmērīgu siltuma pieaugumu, bet blīvi rindu skapji rada lokalizētus siltuma plūsmas straumju stabiņus, kas virzās uz augšu un atkal iekļūst cirkulācijā. Augstas jaudas assvirziena ventilators, kas novietots tā, lai šos stabiņus aptvertu, izvelk silto gaisu prom, pirms tas atgriežas blakusesošo iekārtu ieplūdes atverēs. Gaisa pārvietošana sāniski caur karsto zonu, nevis griestu caurulēs, samazina slāņošanos un nodrošina temperatūras sadalījumu tuvu ASHRAE TC9.9 mērķiem.

Slēptu temperatūras gradientu noteikšana ar termiskās kartēšanas palīdzību

Siltības kartēšana izmanto sensorus un infrasarkano skenēšanu, lai reģistrētu faktisko temperatūras sadalījumu pa rindām, flīzēm un telpu virs paceltā grīdas. Datu rezultātā redzams, ka aukstā ejā apakšā ir auksti, bet augšpusē siltāk, vai arī ka karstā ejā temperatūra paaugstinās vietās, kur kabeļu caurumi rada noplūdes. Šie temperatūras gradienti norāda uz nepietiekamu gaisa plūsmas vadību, nevis uz nepietiekamu jaudu. Kartēšana pārvērš minēšanu par plānu: inženieri redz, kur atgaitas un piegādes gaiss stagnē, un tad izvēlas papildu augstas plūsmas ass ventilatoru vienības, lai novērstu vājās vietas, nevis pārmērīgi lielas iekārtas.

Aukstās un karstās ejas saturēšanas spraugu aizvēršana

Ierobežošana ir pirmā aizsardzības līnija, tomēr nelielas spraugas to padara neefektīvu. Neaizvērts kabeļu caurums vai trūkstošs aizvēršanas panelis ļauj vēsajai gaisa straumei no vēsās ejas īsināt ceļu uz karsto eju, tādējādi izšķiežot piegādāto dzesēšanu. Gaisa plūsmas pārvaldība uzlabojas, ja vēsās un karstās ejas robežas ir hermētiski noslēgtas un piegādes gaiss netiek likts cīnīties ar gaisa recirkulāciju. Augstas jaudas assimetrisks ventilators atbalsta ierobežošanu, izvadot siltumu no avota un pastiprinot spiediena starpību, kas nodrošina gaisa straumju atdalīšanu. ANSI/ASHRAE norādījumi uzskata ierobežošanu un gaisa plūsmu par vienu sistēmu, tāpēc noplūžu novēršana bieži ir efektīvāka nekā papildu dzesēšanas jaudas pievienošana.

Augsta tilpuma gaisa plūsmas izmērošana un novietošana līdzsvarotas dzesēšanas nodrošināšanai

CFM pielāgošana mērītajai dzesēšanas slodzei

Galvenais jautājums jebkurā modernizācijā ir, cik daudz gaisa telpai nepieciešams. CFM (kubikpēdas minūtē) jāatbilst dzesēšanas slodzei, nevis jāmin, pamatojoties uz pieņēmumiem. Vienkāršs noteikums: katram kilovatam siltuma nepieciešami aptuveni 160 CFM pie 10 °C temperatūras starp piegādes un atgriešanas gaisu. Izmēriet siltuma blīvumu katrā skapī, summējiet visus rindu skapus un izvēlieties vienības, kuru kopējais CFM pārsniedz kopējo vajadzību ar rezervi. Pārlieku lielas vienības izšķiež enerģiju; pārlieku mazas paliek karstas vietas. Augstas plūsmas ass ventilators attaisno savu vietu, ja šis aprēķins rāda, ka telpas līmeņa gaisa piegāde ir nepietiekama, bet caurulēs spiediens ir zems.

Izmantojot paceltā grīdas plenumu kā gaisa piegādes ceļu

Daudzas datu centru izkārtojumu shēmas iedzen auksto gaisu caur paceltu grīdu un ārā caur caurumainām flīzēm zem katras serveru rindas. Paceltā grīda darbojas kā zemas ātruma kanāls, taču spiediens samazinās attālumā no CRAC vienības, un tālāk esošās rindas paliek bez pietiekama gaisa plūsmas. Augstas jaudas assvirziena ventilators, kas uzstādīts paceltās grīdas iekšienē vai uz flīzes, atkal aktivizē gaisa plūsmu uz aukstās ejas pusi. Precīza ventilatora novietošana novērš gaisa plūsmas virzīšanu kabeļu nodalījumos vai turbulences radīšanu, kas traucē tuvējo rindu dzesēšanu. ISO 14644 standarta prasības par gaisa plūsmas vienmērīgumu sniedz noderīgu disciplīnu pat tad, ja telpa nav oficiāli klasificēta.

Rindu dzesēšanas un telpas līmeņa gaisa plūsmas kombinēšana

Punktu risinājumi un telpu risinājumi nav konkurenti. Rituļu dzesēšana apstrādā karstākās skapju vienības, kamēr lielas jaudas telpu gaisa plūsma novērš siltuma uzkrāšanos gaitenī un virs skapju vienībām. Temperatūras sadalījums paliek līdzsvarots, kad abas slāņu sistēmas sadarbojas: lokālās ierīces uztver temperatūras maksimumus, bet ass ventilators izpūš atlikušo siltumu pretim gaisa atgriešanās vietām. Šis slāņotais pieejas veids balstās uz principu, ka gaisa plūsmas pārvaldība ir lētāka nekā kompresora jaudas palielināšana.

Kolokācijas pakalpojumu sniedzējs pielāgo stingru karsto gaiteni

Scenārijs un stāvošā problēma

Kolokācijas pakalpojumu sniedzējs, kurš ekspluatē vidēja izmēra datu centru, konstatēja, ka viens karstais gaitenis bija 7 °C karstāks par pārējiem, pat ar veselu CRAC iekārtu parku. Termiskā kartēšana rādīja, ka silts gaiss cirkulē atpakaļ pār atvērtiem skapjiem un izplūst blakusesošajā aukstajā gaitenī. Dzesēšanas slodze bija pietiekama, taču gaisa plūsmas pārvaldība telpas līmenī bija neveiksmīga, kā rezultātā šīs rindas serveru skapju ieplūdes vietas bija karstākas, nekā paredzēts projektēšanas dokumentos.

Piemērotā risinājuma būtība un tā ietekme

Inženieri noslēdza aizbīdņu panelus, salabojiši noplūstošu kabeļu caurumu un pievienoja augstas jaudas assvirpu ventilatorus gaitenas griestos, lai uztvertu augšup virzīto siltumu un to novadītu atpakaļ. Dažu dienu laikā karstā gaitena atkal iekļuva ASHRAE TC9.9 robežās, un temperatūru sadalījums visā rindā izlīdzinājās līdz dažiem grādiem.

Iegādes, pārbaudes un apkopes norādījumi

Ko pārbaudīt pirms iegādes

Apstipriniet nominālo CFM vērtību pie faktiskās sistēmas pretestības, nevis brīvā gaisa rādītājiem, un pārbaudiet dzinēja tipu un aizsardzības klasi. Nepārtrauktai darbībai piemēroti bezslidināmās ārējā rotora dzinēji ar tīra vara tinumiem un precīziem lodveida bultskrūvju uzgriežņiem, kamēr IP44 vai IP54 aizsardzības klase ir svarīga vietās, kur ir putekļi vai pilieni. CE un UKCA dokumentācija jāpievieno vienībai, un ventilatora raksturlīknei jānovieto darba punkts efektīvajā reģionā plūsmas un spiediena kartē.

Nodrošināšana un turpmākā apkope

Pēc uzstādīšanas reģistrējiet ieejas un izejas temperatūras attiecībā pret termiskās kartēšanas pamatlīniju. Mēnesī pārbaudiet filtru materiālu putekļainos objektos un pārbaudiet bultiņas troksni vai vibrāciju, kas norāda uz nebalansētību. Vienkāršs apkopēs grafiks — impeleru tīrīšana, stiprinājumu pārbaude un ātruma regulēšanas verifikācija — aizsargā veiktspēju pēc nodošanas ekspluatācijā un nodrošina, ka datu centrs paliek iekšā plānotajā temperatūru sadalījuma joslā.

Līdzsvarotas temperatūru sadalīšanas uzturēšana

Līdzsvarota dzesēšana nav vienreizējs risinājums. Pārkartojiet telpu pēc jebkuras izvietojuma izmaiņas, jo servera rindas pārvietošana maina dzesēšanas slodzi un var atkal radīt vecās temperatūru gradientes. Turpiniet gaisa plūsmas pārvaldības disciplīnu — noslēgtu ierobežojumu, pareizu flīžu atvēršanu un dokumentētu augstas plūsmas ass ventilatoru novietojumu — lai temperatūru sadalījums paliktu iekšā ieteicamajā joslā, kamēr datu centrs paplašinās.

Bieži uzdotie jautājumi

Jautājums

Kādu temperatūru diapazonu ASHRAE TC9.9 ieteic datu centram?

Atbilde: ASHRAE TC9.9 ieteic klimatizācijas sistēmas aukstās ejas ieejā klases A1 un A2 aprīkojumam uzturēt temperatūru diapazonā no 18 līdz 27 °C, bet atsevišķām klasēm pieļaujamā augšējā robeža var būt augstāka. Šī temperatūru diapazona ievērošana nodrošina komponentu uzticamību un enerģijas izmantošanas efektivitāti. Termiskā kartēšana jāveic, lai pārbaudītu, vai faktiskā serveru rindas ieejas temperatūra atbilst mērķvērtībai, jo telpas līmeņa iestatījumi bieži atšķiras no faktiskajām temperatūrām serveru rindu tuvumā paceltajā grīdā.

Jautājums

Kāpēc gaisa plūsmas pārvaldība ir svarīgāka nekā dzesēšanas jaudas palielināšana?

Atbilde: Gaisa plūsmas pārvaldība novirza esošo auksto gaisu uz vietām, kur rodas siltums, tādējādi nodrošinot, ka dzesēšana tiek piegādāta serveru rindai, nevis to apiet. Nepietiekama gaisa saturēšana ļauj piegādes gaisam sajaukties ar atgriezto gaisu, tādējādi izšķiežot dzesēšanas jaudu. Caurumu novēršana un lielas jaudas ass virziena vienību izmantošana, lai aptvertu siltuma plūsmas, parasti ir lētāks risinājums nekā lielāku kompresoru iegāde. Līdzsvarota gaisa plūsma palīdz kontrolēt dzesēšanas slodzi un samazina enerģijas patēriņu, kas tiek patērēts gaisa pārvietošanai, kura nekad nepienāk līdz karstiem komponentiem.

Jautājums

Kā CFM tiek pielāgots telpas siltuma blīvumam?

Atbilde: CFM izmērs tiek noteikts pēc kopējās dzesēšanas slodzes: aptuveni 160 CFM uz kilovatu pie 10 °C temperatūras paaugstinājuma no piegādes līdz atgaitai. Izmēriet siltuma blīvumu katram skapim, summējiet rindas un izvēlieties vienības, kuru kopējais CFM pārsniedz kopējo slodzi ar rezervi. Termiskā kartēšana atklāj, kuriem gaiteniem nepieciešams vairāk gaisa. CFM pielāgošana mērītajai slodzei novērš pārmērīgu turbulenci un nepietiekamu dzesēšanu karstajos datu centra zonu apgabalos.

Jautājums

Vai augsta plūsmas ass ventilators var aizvietot precīzijas CRAC vienību?

Atbilde: Ass ventilators atbalsta, bet neaizvieto CRAC vienību, jo tas pārvieto gaisu, neizvadot siltumu, izmantojot saldēšanas procesu. Tas atjauno temperatūras sadalījumu, uztverot siltuma straumes un uzlabojot gaisa plūsmas vadību pret atgaitas vietām. Tā kombinācija ar rindu dzesēšanu un pareizu ierobežošanu paplašina esošās iekārtas noderīgo jaudu. Attiecinot ass ventilatoru kā dzesēšanas papildinājumu, nevis aizvietotāju, datu centrs paliek drošā darbības robežās.

Jautājums

Kur augstas jaudas aksiālās vienības jānovieto, lai tās darbotos visefektīvāk?

Atbilde: Novietot vienības tā, lai tās aptvertu augšup virzīto siltro gaisu karstās ejas augšdaļā un tuvu atgriešanās ceļam vai arī paceltā grīdas plenumā, lai atkal aktivizētu tālāk esošās flīzes. Izvairīties no gaisa pūšanas kabeļu caurulēs vai turbulences izveidošanas, kas traucē blakus esošo rindu dzesēšanu. Pareiza novietošana, ko pēc ieslēgšanas apstiprina termiskā kartēšana, atjauno vienmērīgu gaisa piegādi un saglabā temperatūras sadalījuma līdzsvaru, kad serveru telpas slodze mainās laika gaitā.