Paano binabalanseng ng high flow axial fan ang distribusyon ng temperatura sa loob ng malaking server room

Ang mga modernong silid ng server ay nagkakaisa sa kapangyarihan ng computing sa isang mas maliit na lugar, na lumilikha ng init nang mas mabilis kaysa sa nakaraang mga layout ng pagpapalamig. Ang isang mataas na daloy ng axial fan ay gumagalaw ng malaking dami ng hangin sa katamtamang static pressure, na angkop sa bukas at mababang resistensya na mga landas sa karamihan ng mga sahig ng data center. Kapag inilalagay nang may pag-iisip, ang ganitong uri ng fan ay nagpapababa ng mainit at malamig na mga lugar upang ang bawat rack ng server ay makatanggap ng mas pantay na suplay ng malamig na hangin.

Bakit nabigo ang pamamahagi ng temperatura sa mga siksik na silid

Paano lumulubog ang tumataas na density ng init sa lumang daloy ng hangin

Ang isang kabinet ngayon ay maaaring kumuha ng higit pang watts kaysa sa buong hanay noong isang dekada ang nakalilipas habang tumataas ang density ng init. Ang lumang pagpapalamig sa paligid ay umaasa sa mabagal at pantay na pagtaas ng init, ngunit ang mga makapal na rack ay lumilikha ng lokal na mga plume na sumusulpot pataas at muling nag-iirculate. Ang mataas na daloy na axial fan na inilagay upang harapin ang mga plume na iyon ay kumukuha ng mainit na hangin bago ito bumalik sa inlet ng kapit-bahay na kagamitan. Ang paggalaw ng hangin nang pahalang sa pamamagitan ng mainit na lugar imbes na pabalik sa kisame ay nababawasan ang stratification at pinapanatili ang distribusyon ng temperatura malapit sa mga layunin ng ASHRAE TC9.9.

Paghanap ng mga nakatagong gradient gamit ang thermal mapping

Ginagamit ang thermal mapping ng mga sensor at infrared scans para irekord ang aktwal na distribusyon ng temperatura sa buong mga rack, tile, at espasyo sa itaas ng raised floor. Ang data ay nagpapakita ng malamig na aisle na malamig sa ibaba ngunit mas mainit malapit sa tuktok, o isang mainit na aisle na tumataas ang temperatura kung saan may mga pangingisda ng kable na nagpapalabas ng hangin. Ang mga gradient na ito ay nagsasaad ng mahinang pamamahala ng airflow, hindi kulang sa kapasidad. Ang pagmamapa ay nagbabago ng hula-hula sa isang plano: nakikita ng mga inhinyero kung saan humihinto ang return at supply air, at sinusukat nila ang karagdagang mataas na daloy na axial fan units upang ayusin ang mga mahinang bahagi imbes na mag-over-size.

Pagkandado ng mga puwang sa cold aisle at hot aisle containment

Ang pagpapaligid ay ang unang linya ng depensa, ngunit ang maliit na mga puwang ay nagpapabigo nito. Ang isang hindi nakasirado na kable port o ang nawawalang blanking panel ay nagpapahintulot sa hangin mula sa malamig na aisle na pumasok nang direkta sa mainit na aisle, na nag-aaksaya ng ipinadadalang paglamig. Ang pamamahala ng daloy ng hangin ay nagiging mas epektibo kapag ang mga hangganan ng malamig na aisle at mainit na aisle ay sinaltan at ang ipinapadala na hangin ay hindi lumalaban sa recirculation. Ang mataas na daloy na axial fan ay sumusuporta sa pagpapaligid sa pamamagitan ng pag-alis ng init sa pinagmulan nito at pagpapataas ng pressure differential na panatilihin ang hiwalay na daloy ng hangin. Ang gabay ng ANSI/ASHRAE ay itinuturing ang pagpapaligid at daloy ng hangin bilang iisang sistema, kaya ang pag-aayos ng mga sira ay madalas na mas epektibo kaysa sa pagdaragdag ng karagdagang tonelada.

Pagtukoy ng sukat at paglalagay ng mataas na daloy ng hangin para sa balanseng paglamig

Pagkakatugma ng CFM sa sinusukat na karga ng paglamig

Ang pangunahing tanong sa anumang upgrade ay kung gaano karaming hangin ang kailangan ng silid. Ang CFM (kubikong talampakan bawat minuto) ay dapat na tugma sa cooling load, hindi hulaan lamang. Isang simpleng patakaran: bawat kilowatt ng init ay nangangailangan ng humigit-kumulang 160 CFM sa 10 °C na pagtaas mula sa supply hanggang sa return. Sukatin ang heat density bawat cabinet, idagdag ang lahat ng racks, at piliin ang mga yunit na ang kabuuang CFM ay sapat para ma-clear ang kabuuang kailangan nang may margin. Ang sobrang laki ay nag-aaksaya ng enerhiya; ang kulang sa laki ay nag-iwan ng mainit na mga lugar. Ang mataas na daloy na axial fan ay karapat-dapat sa posisyon nito kapag ang kalkulasyon na ito ay nagpapakita na kulang ang supply sa antas ng silid ngunit mababa ang presyon sa duct.

Ginagamit ang raised floor plenum bilang daanan ng paghahatid

Maraming mga layout ng data center ang nagpapadala ng malamig na hangin sa pamamagitan ng isang raised floor plenum at palabas sa mga perforated tiles sa ilalim ng bawat server rack. Ang plenum ay gumagana bilang isang low-velocity duct, ngunit ang presyon ay bumababa habang lumalayo sa CRAC unit at nagdudulot ng kakulangan ng hangin sa mga malayong rack. Isang high flow axial fan na nakainstal sa loob ng plenum o sa isang tile ang muling binibigyan ng enerhiya ang daloy ng hangin patungo sa cold aisle. Ang maingat na pagkakalagay ay nag-i-iwas sa pagpapadala ng hangin sa loob ng cable trays o sa paglikha ng turbulence na nakakaapekto sa paglamig ng mga kapit-bilang na rack. Ang mga praktika ng ISO 14644 sa uniformity ng airflow ay nagbibigay ng kapaki-pakinabang na disiplina kahit na ang silid ay hindi naka-classify.

Pagsasama ng rack cooling at room-level airflow

Ang mga point solution at room solution ay hindi katunggali. Ang rack cooling ay nakakapagproseso ng pinakamainit na mga kabinet, samantalang ang mataas na daloy ng hangin sa silid ay nagpipigil sa pagkakapulot ng init sa mga daanan at sa itaas ng mga kabinet. Nanatiling balansado ang distribusyon ng temperatura kapag nagtutulungan ang dalawang layer: ang mga lokal na yunit ay nakakakuha ng mga peak temperature, at ang axial fan ay hinahampas ang natitirang init patungo sa mga return. Ang layered approach na ito ay sumusunod sa prinsipyo na mas murang pamahalaan ang airflow kaysa magdagdag ng compressor capacity.

Isang provider ng colocation ang nagre-rebalance ng isang obstinadong hot aisle

Ang senaryo at ang problema na kinaharap

Isang provider ng colocation na nagsisimula ng isang mid-size data center ay nakakita ng isang hot aisle na tumataas ng 7 °C kumpara sa iba pa, kahit na ang CRAC plant ay malusog. Ang thermal mapping ay nagpakita ng mainit na hangin na nagrerecirculate sa ibabaw ng mga bukas na rack at pumapasok sa kalapit na cold aisle. Sapat ang cooling load, ngunit nabigo ang airflow management sa antas ng silid, kaya't ang mga inlet ng server rack sa hanay na iyon ay mas mainit kaysa sa inilaan sa disenyo.

Ang solusyon na ipinatupad at ang epekto nito

Ang mga inhinyero ay nagsara ng mga blanking panel, naayos ang isang sumusulot na cable port, at idinagdag ang mga high flow axial fan unit sa kisame ng aisle upang mahuli ang mainit na hangin na umaakyat at itulak ito patungo sa return. Sa loob lamang ng ilang araw, bumaba ang mainit na aisle sa loob ng ASHRAE TC9.9 envelope, at pinalapad ang distribusyon ng temperatura sa buong hilera hanggang sa loob lamang ng ilang degree.

Pamimili, pagsusuri, at gabay sa pangangalaga

Ano ang dapat suriin bago bumili

Kumpirmahin ang rated CFM sa aktwal na resistance ng sistema, hindi sa mga free-air na numero, at i-verify ang uri ng motor at ang protection class nito. Ang brushless outer-rotor motors na may pure-copper windings at precision ball bearings ay angkop para sa tuloy-tuloy na operasyon, samantalang mahalaga ang IP44 o IP54 ratings kung may alikabok o tumutulo. Dapat kasama ang CE at UKCA documentation sa bawat yunit, at dapat ilagay ang operating point sa efficient region ng airflow versus pressure map batay sa fan curve.

Pagsisimula at patuloy na pangangalaga

Pagkatapos ng pag-install, i-log ang temperatura ng inlet at outlet ayon sa baseline ng thermal mapping. Suriin ang filter media bawat buwan sa mga lugar na puno ng alikabok, at suriin ang ingay o vibration ng bearing na maaaring magpahiwatig ng imbalance. Isang simpleng maintenance schedule—paglilinis ng impellers, pagpapatunay sa mga fasteners, at pag-verify sa speed control—ang nangangalaga sa performance matapos ang commissioning at panatilihin ang data center sa loob ng nakalaang temperature distribution band.

Pananatili ng balanseng temperature distribution

Ang balanseng cooling ay hindi isang one-time fix. I-re-map ang silid pagkatapos ng anumang pagbabago sa layout, dahil ang paglipat ng server rack ay nagbabago ng cooling load at maaaring buksan muli ang mga lumang temperature gradient. Panatilihin ang disiplina sa airflow management—sealed containment, tamang pagbukas ng tile, at dokumentadong pagkakalagay ng mataas na flow axial fan—upang manatili ang temperature distribution sa loob ng inirerekomendang band habang lumalaki ang data center.

Mga Madalas Itanong

Tanong

Anong temperature range ang inirerekomenda ng ASHRAE TC9.9 para sa isang data center?

Sagot: Inirerekomenda ng ASHRAE TC9.9 ang isang kumpletong saklaw na 18–27 °C para sa inlet ng malamig na daanan ng mga kagamitan sa klase A1 at A2, kung saan ang pinahihintulutang mataas na limitasyon ay mas mataas pa para sa ilang klase. Ang pagpapanatili sa loob ng saklaw na ito ay nagpapangalaga sa katiyakan ng mga bahagi at sa kahusayan ng enerhiya. Ang thermal mapping ay dapat gawin upang tiyakin na ang aktwal na temperatura sa inlet ng server rack ay tugma sa target, dahil ang mga setpoint sa antas ng silid ay madalas na iba sa mga nakukuhang kondisyon sa rack malapit sa raised floor.

Tanong

Bakit mas mahalaga ang pamamahala ng airflow kaysa sa pagdaragdag ng cooling capacity?

Sagot: Ang pamamahala ng airflow ay nagdidirekta ng umiiral na malamig na hangin sa lugar kung saan nabubuo ang init, kaya ang ipinadadalang cooling ay umaabot sa server rack imbes na lumipas dito. Ang mahinang containment ay nagpapahintulot sa supply na haloan ng return air, na nag-aaksaya ng kapasidad. Ang pag-aayos ng mga sira at ang paggamit ng mga high-volume axial unit upang harapin ang mga plume ay karaniwang mas murang solusyon kaysa sa mas malalaking compressor. Ang balanseng airflow ay nagpapanatili ng kontrol sa cooling load at binabawasan ang enerhiyang ginagastos sa paggalaw ng hangin na hindi kailanman umaabot sa mainit na bahagi.

Tanong

Paano isinampalataya ang CFM sa density ng init ng isang silid?

Sagot: Ang CFM ay sinusukat batay sa kabuuang karga ng pagpapalamig: humigit-kumulang 160 CFM bawat kilowatt sa 10 °C na pagtaas ng temperatura mula sa supply hanggang sa return. Sukatin ang density ng init bawat cabinet, idagdag ang lahat ng rack, at piliin ang mga yunit na ang kabuuang CFM ay sapat para ma-clear ang kabuuang karga kasama ang margin. Ang thermal mapping ay nagpapakita kung aling mga daanan ang nangangailangan ng higit na hangin. Ang pagtutugma ng CFM sa nasukat na karga ay nag-i-iwas sa sobrang laki na nagdudulot ng turbulensiya at sa kulang na laki na nagdudulot ng mainit na lugar sa buong sahig ng data center.

Tanong

Maaari bang palitan ang isang mataas na daloy na axial fan ng isang eksaktong CRAC unit?

Sagot: Ang axial fan ay sumusuporta ngunit hindi pinalalitan ang isang CRAC unit, dahil ito ay gumagalaw ng hangin nang walang pag-alis ng init sa pamamagitan ng refrigeration. Ito ay muling nagbabalanse ng distribusyon ng temperatura sa pamamagitan ng pagkuha ng mga plume at pagpapabuti ng pamamahala ng airflow patungo sa mga return. Ang pagsasama nito sa rack cooling at tamang containment ay nagpapahaba ng kapaki-pakinabang na kapasidad ng umiiral na planta. Ang pagtrato sa axial fan bilang isang karagdagang suporta sa pagpapalamig, hindi bilang kapalit, ay nagpapanatili sa data center sa loob ng ligtas na limitasyon ng operasyon.

Tanong

Saan dapat ilagay ang mga high-volume axial units para gumana nang may pinakamataas na kahusayan?

Sagot: Ilagay ang mga unit upang harapin ang mainit na hangin na pataas sa tuktok ng isang mainit na aisle at malapit sa daanan ng pagbabalik, o sa loob ng raised floor plenum upang muling bigyan ng enerhiya ang mga malayong tile. Huwag paburtingin sa loob ng cable trays o lumikha ng turbulence na makakaapekto sa paglamig ng mga kapit-bilang na rack. Ang tamang pagkakalagay—na kinumpirma ng thermal mapping matapos ang commissioning—ay nagrereporma ng pantay na paghahatid at panatilihin ang balanseng distribusyon ng temperatura habang nagbabago ang load ng server room sa paglipas ng panahon.