ممارسات اختيار وأستخدام أجهزة الاستشعار لمراقبة بيئة مراكز البيانات

يوصي إجماع الصناعة بالحفاظ على درجات حرارة مدخل الرف بين 18 ٪ 27 ° C ، مع الرطوبة النسبية بين 40 ٪ 60 ٪. ومع ذلك ، في العديد من مراكز البيانات العاملة ،أجهزة استشعار درجة الحرارة لا تزال موجودة في شبكات الهواء العائدة CRAC أو في وسط غرف الخادم، لا يعكس بدقة درجات الحرارة الفعلية لدخول الرف. هذا وضع جهاز الاستشعار يمكن أن يؤدي إلى النقاط الساخنة المحليةمما يسبب تشغيل معدات تكنولوجيا المعلومات تحت درجات حرارة مرتفعة لفترات طويلة، والذي يؤثر على عمر الخدمة وأداء الحوسبة.

إن نشر أجهزة إرسال درجة الحرارة والرطوبة مباشرة في مناطق مدخل الرف في الممرات الباردة هو الآن ممارسة شائعة. الكثافة الموصى بها هي جهاز استشعار واحد لكل 6 ٪ 8 رف ،أو واحدة كل 2 ٪ 3 متر على طول الممر البارد.

أحد التحديات القائمة منذ فترة طويلة في إدارة تدفق الهواء في مركز البيانات هو أن معظم فرق العمليات لا تعرف في الواقع كمية الهواء التي تقدمها كل وحدة رف أو CRAC.ربما يعرفون سرعة المروحة والضغط الثابت للقناة، ولكن حجم تدفق الهواء غالبا ما يقدر بدلا من قياسه.

النتيجة واضحة: عندما يتجاوز تدفق الهواء الإمداد الطلب، المروحة تضيع الطاقة؛ عندما تدفق الهواء الإمداد ينخفض، ارتفاع درجات حرارة مدخل الرف،مما يؤدي إلى خفض معدات تكنولوجيا المعلومات أو حتى إيقافها.

اختيار تكنولوجيا استشعار تدفق الهواء هو أمر أساسي للقياس الدقيق. هناك حاليًا نهجين رئيسيين متاحين:

أجهزة استشعار تدفق الهواء الحراريقياس السرعة على أساس فقدان الحرارة من عنصر ساخن مع مرور تدفق الهواء عليه.أنها توفر حساسية جيدة عند السرعات المنخفضة ومناسبة للتدفق اللاميني أو ملفات تعريف السرعة موحدة نسبياومع ذلك، فإنها تتأثر بالتغيرات في درجة حرارة الوسيط والضغط، ويجب تجنب التثبيت مناطق التدفق المضطربة أو المتداولة.

أجهزة استشعار تدفق الهواء القائمة على أنبوب بيتو / ضغط تفاضليتحصل على السرعة عن طريق قياس الفرق بين الضغط الديناميكي والضغط الثابت. مع عدم وجود أجزاء متحركة ، فإنها توفر استقرارًا جيدًا على المدى الطويل في بيئات مراكز البيانات.أنها تتطلب مقاطع أنابيب مستقيمة طويلة نسبيا لتركيبها بشكل صحيح ولديها متطلبات توجيهية معينة.

كل تكنولوجيا لها حالات استخدام مناسبة، يعتمد الاختيار على قيود التثبيت، ومتطلبات الدقة، واعتبارات الصيانة.

الضغط الساكن تحت الأرض هو معيار حاسم لتسليم التبريد. الضغط الساكن غير الكافي يشير إلى تدفق الهواء غير كاف لمتطلبات تبريد الرف ،في حين أن الضغط الساكن المفرط يشير إلى استهلاك طاقة المروحة أعلى من اللازم، مما يترك مجالاً للتحسين.عادة ما يتم تثبيت أجهزة إرسال الضغط الفرعية الصغيرة تحت الطوابق المرتفعة وداخل الممرات الباردة لمراقبة الفرق في الضغط بين هذه المناطق باستمرار.

في بعض المشاريع ، تم دمج بيانات جهاز إرسال الضغط التفاضلي الدقيق في أنظمة DCIM لتمكين التحكم في المروحة بواسطة محرك التردد المتغير (VFD). Operating data shows that adjusting static pressure set points from fixed values to demand-based regulation can reduce fan energy consumption by 15–20% without compromising cold aisle temperature uniformity.

فقدان التدفق في نظام مياه التبريد يمكن أن يؤدي إلى إيقاف نظام حماية المبرد في غضون دقائق. وظيفة مفتاح التدفق هي تقديم إشعار إنذار مبكر عندما ينخفض التدفق بشكل غير طبيعي ،إتاحة الوقت للمشغلين للتدخل أو التبديل تلقائيًا إلى مضخات الاستعدادوقد تم اعتماد مفاتيح تدفق سلسلة KWFS من قبل العديد من مشغلي مراكز البيانات ، ويتم تثبيتها في أنابيب منفذ المبردات ، والحلقات الثانوية لمبادل الحرارة للصفائح ، وخطوط تفريغ مضخات المياه التبريد.يظهر ردود الفعل الميدانية أن دقة التشغيل وسرعة الاستجابة مقارنة بالعلامات التجارية الأوروبية الكبرى، مع ميزة كبيرة في وقت التسليم.

يتم استخدام مفاتيح الضغط التفاضلية لمراقبة اختلافات الضغط عبر الجانبين الأساسي والثانوي لمبادلات الحرارة الصفيحة ،بالإضافة إلى فوارق ضغط تبخر المبرد والمكثف. اختلافات الضغط غير الطبيعية عادة ما تشير إلى تلوث أو انسداد أو مستويات شحنة غير طبيعية للمبرد. من خلال تحديد عتبات الإنذار المناسبة،يمكن لفريق العمليات الحصول على تحذيرات مبكرة قبل تصاعد المشاكل.

مع تراكم المرشحات المسبقة والمرشحات المتوسطة في وحدات معالجة الهواء الغبار ، تزداد مقاومة تدفق الهواء ، مما يتطلب من المروحة العمل بسرعة أعلى للحفاظ على تدفق الهواء المحدد.إذا لم يتم استبدال المرشحات في الوقت المناسب، المروحة التي تعمل باستمرار بسرعة مرتفعة تؤدي إلى ارتفاع تكاليف الكهرباء بشكل كبير.

استخدام مفاتيح الضغط التفاضلي لمراقبة اختلافات الضغط عبر وسائل المرشحات مع إنذار ينطلق عندما يتجاوز التفاضل عتبة محددة هي ممارسة صناعية قياسية.سجلات الصيانة من مركز بيانات واحد تظهر أن استبدال المرشحات بانتظام يقلل من تيار المروحة بنسبة 10 ٪وبالنسبة لجهاز واحد من الهواتف العالية مع مروحة بقوة 30 كيلوواط، فإن هذا يترجم إلى ما يقرب من 20،000-30،000 كيلوواط في الساعة من وفورات الكهرباء السنوية لكل وحدة.

واجهات الإشارة: ما زال 4-20mA التناظرية طريقة الدخول المهيمنة، ولكن RS485 Modbus يرى اعتماد سريع،وخاصة في مشاريع مراكز البيانات الجديدة حيث أصبح التكامل المباشر للإشارات الرقمية في أنظمة DCIM أكثر شيوعاً.

تصنيف حماية الدخول (IP):في حين أن بيئات مراكز البيانات نظيفة نسبيًا ، فقد تكون مناطق التبريد الدقيقة تحتوي على مياه مكثفة. يوصى بتصنيف IP54 الحد الأدنى للمستشعرات في هذه المناطق.يجب تحديد مفاتيح التدفق بالقرب من الأنابيب السائلة مع تصنيف IP65.

التثبيت والصيانةغالبًا ما يذكر موظفو العمليات القدرة على ضبط نقاط الإعداد في الموقع كسمة قيمة.يفضل موظفو الصيانة إكمال تعديلات نقاط الإعداد دون الحاجة إلى أدوات متخصصة، تقليل أوقات استجابة الخطأ.

متطلبات الموثوقية:تتطلب مراكز البيانات موثوقية عالية للغاية من أجهزة الاستشعار. يمكن أن تؤدي الإنذارات الكاذبة إلى دورات تكييف الهواء غير الضرورية أو دوريات الصيانة غير الفعالة ، مما يقلل من كفاءة التشغيل.في نشر مشاريع متعددة، أظهرت مفاتيح الضغط التفاضلية من سلسلة KCL ومفتاحات التدفق من سلسلة KWFS معدل إنذار كاذب في الميدان أقل من 1٪ على مدار عام واحد من التشغيل ،بما يتماشى مع مستويات الأداء القياسية في الصناعة.

بناءً على البيانات التشغيلية من مراكز بيانات متعددة، وكثافة نشر أجهزة الاستشعار، ووضع نقاط القياس، ونوع إشارة الإخراج،واستقرار على المدى الطويل كل تأثير مباشر على كفاءة نظام التبريد ومقاييس PUEمع انتقال مراكز البيانات من الهواء إلى الهواء المبردة / الهندسة الهجينة التبريد السائل، وسوف تستمر أجهزة الاستشعار في التطور نحو مزيد من الدقة والذكاء.سنواصل مراقبة متطلبات الصناعة وتزويد مشغلي مراكز البيانات بمنتجات مستشعرات مراقبة بيئية موثوقة.