Συνήθειες επιλογής και ανάπτυξης αισθητήρων για την παρακολούθηση του περιβάλλοντος του κέντρου δεδομένων

Η συναίνεση της βιομηχανίας συνιστά οι θερμοκρασίες εισόδου rack να διατηρούνται μεταξύ 18-27°C, με σχετική υγρασία μεταξύ 40-60%. Ωστόσο, σε πολλά λειτουργικά κέντρα δεδομένων, οι αισθητήρες θερμοκρασίας εξακολουθούν να τοποθετούνται στις γρίλιες αέρα επιστροφής CRAC ή στη μέση των δωματίων διακομιστή, αποτυγχάνοντας να αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια τις πραγματικές θερμοκρασίες εισόδου rack. Αυτή η τοποθέτηση αισθητήρα μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα τοπικά hot spots να μην ανιχνεύονται, προκαλώντας τον εξοπλισμό πληροφορικής να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες για παρατεταμένες περιόδους, γεγονός που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής και την απόδοση υπολογισμού.

Η εγκατάσταση πομπών θερμοκρασίας και υγρασίας απευθείας στις ζώνες εισόδου rack σε ψυχρούς διαδρόμους είναι πλέον κοινή πρακτική. Η συνιστώμενη πυκνότητα είναι ένας αισθητήρας ανά 6–8 βάσεις ή ένας κάθε 2–3 μέτρα κατά μήκος του ψυχρού διαδρόμου.

Μια μακροχρόνια πρόκληση στη διαχείριση ροής αέρα στο κέντρο δεδομένων είναι ότι οι περισσότερες ομάδες επιχειρήσεων δεν γνωρίζουν πραγματικά πόσο αέρα παρέχει κάθε rack ή μονάδα CRAC. Μπορεί να γνωρίζουν την ταχύτητα του ανεμιστήρα και τη στατική πίεση του αγωγού, αλλά ο όγκος ροής αέρα συχνά υπολογίζεται αντί να μετράται.

Η συνέπεια είναι ξεκάθαρη: όταν η παροχή αέρα υπερβαίνει τη ζήτηση, οι ανεμιστήρες σπαταλούν ενέργεια. όταν η ροή του αέρα τροφοδοσίας πέσει χαμηλή, οι θερμοκρασίες εισόδου rack αυξάνονται, οδηγώντας σε στραγγαλισμό ή ακόμα και διακοπή λειτουργίας του εξοπλισμού πληροφορικής.

Η επιλογή της τεχνολογίας ανίχνευσης ροής αέρα είναι κεντρική για την ακριβή μέτρηση. Δύο κύριες προσεγγίσεις είναι διαθέσιμες αυτήν τη στιγμή:

Θερμικοί αισθητήρες ροής αέραμετρήστε την ταχύτητα με βάση την απώλεια θερμότητας από ένα θερμαινόμενο στοιχείο καθώς η ροή αέρα περνά από πάνω του. Προσφέρουν καλή ευαισθησία σε χαμηλές ταχύτητες και είναι κατάλληλα για στρωτή ροή ή σχετικά ομοιόμορφα προφίλ ταχύτητας. Ωστόσο, επηρεάζονται από αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση του μέσου και η εγκατάσταση πρέπει να αποφεύγει τις τυρβώδεις ή στροβιλιζόμενες ζώνες ροής.

Σωλήνας Pitot / αισθητήρες ροής αέρα με βάση τη διαφορική πίεσηεξάγετε την ταχύτητα μετρώντας τη διαφορά μεταξύ δυναμικής και στατικής πίεσης. Χωρίς κινούμενα μέρη, προσφέρουν καλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα σε περιβάλλοντα κέντρων δεδομένων. Απαιτούν σχετικά μεγάλα ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων για σωστή εγκατάσταση και έχουν ορισμένες απαιτήσεις κατεύθυνσης.

Κάθε τεχνολογία έχει τις κατάλληλες περιπτώσεις χρήσης—η επιλογή εξαρτάται από τους περιορισμούς εγκατάστασης, τις απαιτήσεις ακρίβειας και τα ζητήματα συντήρησης.

Η στατική πίεση στο δάπεδο είναι μια κρίσιμη παράμετρος για την παροχή ψύξης. Η ανεπαρκής στατική πίεση υποδηλώνει ανεπαρκή ροή αέρα για τις απαιτήσεις ψύξης rack, ενώ η υπερβολική στατική πίεση υποδηλώνει ότι η κατανάλωση ενέργειας του ανεμιστήρα είναι υψηλότερη από την απαραίτητη, αφήνοντας χώρο για βελτιστοποίηση. Οι πομποί μικροδιαφορικής πίεσης συνήθως εγκαθίστανται κάτω από υπερυψωμένα δάπεδα και μέσα σε ψυχρούς διαδρόμους για να παρακολουθούν συνεχώς τη διαφορά πίεσης μεταξύ αυτών των ζωνών.

Σε ορισμένα έργα, τα δεδομένα πομπού μικροδιαφορικής πίεσης έχουν ενσωματωθεί σε συστήματα DCIM για να επιτρέψουν τον έλεγχο της μονάδας μεταβλητής συχνότητας (VFD) των ανεμιστήρων. Τα δεδομένα λειτουργίας δείχνουν ότι η προσαρμογή των σημείων ρύθμισης στατικής πίεσης από σταθερές τιμές σε ρύθμιση βάσει ζήτησης μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του ανεμιστήρα κατά 15–20% χωρίς να διακυβεύεται η ομοιομορφία της θερμοκρασίας του ψυχρού διαδρόμου.

Μια απώλεια ροής στο σύστημα νερού ψύξης μπορεί να προκαλέσει την προστατευτική απενεργοποίηση του ψυκτικού συγκροτήματος μέσα σε λίγα λεπτά. Η λειτουργία ενός διακόπτη ροής είναι να παρέχει έγκαιρη ειδοποίηση συναγερμού όταν η ροή πέφτει ασυνήθιστα, επιτρέποντας στους χειριστές να επέμβουν ή να αλλάζουν αυτόματα σε αντλίες αναμονής. Οι διακόπτες ροής της σειράς KWFS έχουν υιοθετηθεί από πολλούς χειριστές κέντρων δεδομένων, εγκατεστημένοι σε σωλήνες εξόδου ψυκτικού συγκροτήματος, δευτερεύοντες βρόχους εναλλάκτη θερμότητας πλάκας και γραμμές εκκένωσης αντλίας νερού ψύξης. Τα σχόλια πεδίου δείχνουν ότι η ακρίβεια ενεργοποίησής τους και η ταχύτητα απόκρισης είναι συγκρίσιμες με τις μεγάλες ευρωπαϊκές μάρκες, με σημαντικό πλεονέκτημα στον χρόνο παράδοσης.

Οι διακόπτες διαφορικής πίεσης χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των διαφορών πίεσης στις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες πλευρές των πλακών εναλλάκτη θερμότητας, καθώς και για τις διαφορές πίεσης του εξατμιστή και του συμπυκνωτή ψύκτη. Οι μη φυσιολογικές διαφορές πίεσης συνήθως υποδεικνύουν ρύπανση, απόφραξη ή μη φυσιολογικά επίπεδα πλήρωσης ψυκτικού. Ορίζοντας κατάλληλα όρια συναγερμού, οι ομάδες επιχειρήσεων μπορούν να λαμβάνουν έγκαιρες προειδοποιήσεις πριν κλιμακωθούν τα ζητήματα.

Καθώς τα προ-φίλτρα και τα μεσαία φίλτρα στις μονάδες διαχείρισης αέρα συσσωρεύουν σκόνη, η αντίσταση ροής αέρα αυξάνεται, απαιτώντας από τους ανεμιστήρες να λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες για τη διατήρηση της ρυθμισμένης ροής αέρα. Εάν τα φίλτρα δεν αντικατασταθούν εγκαίρως, οι ανεμιστήρες που λειτουργούν συνεχώς σε υψηλές ταχύτητες έχουν ως αποτέλεσμα σημαντικά υψηλότερο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας.

Η χρήση διακοπτών διαφορικής πίεσης για την παρακολούθηση των διαφορών πίεσης στα μέσα φίλτρου—με συναγερμό που ενεργοποιείται όταν το διαφορικό υπερβαίνει ένα καθορισμένο όριο—είναι τυπική πρακτική του κλάδου. Τα αρχεία συντήρησης από ένα κέντρο δεδομένων δείχνουν ότι η τακτική αντικατάσταση φίλτρου μειώνει το ρεύμα του ανεμιστήρα κατά 10–15%. Για ένα μόνο AHU με ανεμιστήρα 30 kW, αυτό μεταφράζεται σε περίπου 20.000–30.000 kWh ετήσιας εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας ανά μονάδα.

Διεπαφές σήματος: Η αναλογική 4-20mA παραμένει η κυρίαρχη μέθοδος εισόδου, αλλά το RS485 Modbus υιοθετείται γρήγορα, ιδιαίτερα σε νέα έργα κέντρων δεδομένων όπου η ενσωμάτωση απευθείας ψηφιακού σήματος στα συστήματα DCIM γίνεται πιο κοινή.

Βαθμολογία προστασίας εισόδου (IP):Ενώ τα περιβάλλοντα των κέντρων δεδομένων είναι σχετικά καθαρά, οι ζώνες ψύξης ακριβείας μπορεί να έχουν συμπυκνωμένο νερό. Συνιστάται ελάχιστη βαθμολογία IP54 για αισθητήρες σε αυτές τις περιοχές. Οι διακόπτες ροής κοντά στις σωληνώσεις υγρού θα πρέπει να προσδιορίζονται με βαθμολογία IP65.

Εγκατάσταση και συντήρηση:Η ικανότητα προσαρμογής σημείων ρύθμισης επί τόπου αναφέρεται συχνά από το προσωπικό επιχειρήσεων ως πολύτιμο χαρακτηριστικό. Το προσωπικό συντήρησης προτιμά να ολοκληρώνει τις ρυθμίσεις του σημείου ρύθμισης χωρίς να απαιτεί εξειδικευμένα εργαλεία, μειώνοντας τους χρόνους απόκρισης σφαλμάτων.

Απαιτήσεις αξιοπιστίας:Τα κέντρα δεδομένων απαιτούν εξαιρετικά υψηλή αξιοπιστία από αισθητήρες. Οι ψευδείς συναγερμοί μπορεί να προκαλέσουν περιττή ποδηλασία κλιματισμού ή αναποτελεσματικές περιπολίες συντήρησης, μειώνοντας τη λειτουργική απόδοση. Σε πολλαπλές αναπτύξεις έργων, οι διακόπτες διαφορικής πίεσης της σειράς KCL και οι διακόπτες ροής της σειράς KWFS έχουν επιδείξει ποσοστό ψευδούς συναγερμού πεδίου μικρότερο από 1% σε διάστημα ενός έτους λειτουργίας, σύμφωνα με τα πρότυπα βιομηχανικά επίπεδα απόδοσης.

Με βάση τα λειτουργικά δεδομένα από πολλά κέντρα δεδομένων, η πυκνότητα ανάπτυξης αισθητήρα, η τοποθέτηση του σημείου μέτρησης, ο τύπος σήματος εξόδου και η μακροπρόθεσμη σταθερότητα επηρεάζουν άμεσα την απόδοση του συστήματος ψύξης και τις μετρήσεις PUE. Καθώς τα κέντρα δεδομένων μεταβαίνουν από αερόψυκτες σε υβριδικές αρχιτεκτονικές ψύξης αέρα/υγρού, οι αισθητήρες θα συνεχίσουν να εξελίσσονται προς μεγαλύτερη ακρίβεια και ευφυΐα. Θα συνεχίσουμε να παρακολουθούμε τις απαιτήσεις του κλάδου και να παρέχουμε στους χειριστές των κέντρων δεδομένων αξιόπιστα προϊόντα αισθητήρων περιβαλλοντικής παρακολούθησης.