Co byste měli vědět o řízení proudění vzduchu v místnosti

Původní verze tohoto článku byla zveřejněna na MissionCriticalMagazine.com, s názvem Řízení proudění vzduchu na úrovni místnosti. Můžete si ji prohlédnout zde.

Řízení proudění vzduchu v místnosti je plné mylných představ a polopravd, což z něj činí nejméně pochopený aspekt řízení proudění vzduchu, ačkoli je paradoxně nejdůležitější. Zatímco je poměrně dobře známo, že první tři úrovně neboli R řízení proudění vzduchu se týkají implementace řešení, jako jsou kartáčové průchodky, zaslepovací panely a uzavření pro úrovně zvýšené podlahy, regálu a řady, úroveň místnosti není tak jednoduchá. To je do značné míry způsobeno tím, že požadované změny jsou neviditelné, s výjimkou občasných displejů na chladicích jednotkách.

Pro přehlednost je řízení proudění vzduchu na úrovni místnosti lépe definováno jako optimalizace chlazení, což je proces seřízení ovládacích prvků chladicího systému. Pokud je tento proces proveden správně, zlepší se energetická účinnost (což vede ke snížení provozních nákladů), zvýší se chladicí výkon, zvýší se spolehlivost IT zařízení a odloží se kapitálové výdaje. Zde je důležité poznamenat, že bez optimalizace chlazení (tj. řízení proudění vzduchu na úrovni místnosti) je každé řešení, které bylo doposud implementováno, jako například výše uvedené produkty, nákladem. Mohly sice zlepšit teplotu nasávaného vzduchu v IT, ale finanční a kapacitní přínosy zůstaly na stole. Jediným způsobem, jak dosáhnout úspory energie díky zlepšením v oblasti řízení proudění vzduchu provedeným na úrovni zvýšené podlahy, stojanu a řady, je optimalizace chlazení.

A přestože proces optimalizace chlazení je obvykle manuální a opakující se proces, je také důležité si uvědomit, že využití řešení, jako jsou infračervené teploměry nebo monitorování prostředí, zajistí, že teploty na vstupu do IT nepřekročí doporučené nebo přípustné limity. Ba co víc, některá monitorovací řešení mohou dokonce poskytovat rady ohledně konkrétních optimalizačních kroků, které lze podniknout, ale k tomu se dostaneme později.

Sladění chladicí kapacity se zátěží IT

Řízení proudění vzduchu samo o sobě neznamená úsporu nákladů na energii na chlazení, ale zlepšuje teplotu nasávaného vzduchu do IT zařízení a vytváří podmínky pro změny v chladicí infrastruktuře. Důvodem je, že pokud jste správně implementovali řešení řízení proudění vzduchu na úrovni zvýšené podlahy, stojanu a řady, měli byste nyní mít ve studených uličkách přebytek klimatizovaného přiváděného vzduchu a všechny teploty nasávaného vzduchu IT zařízení budou nadměrně nízké. Je to proto, že již nedochází k míchání odváděného vzduchu s klimatizovaným vzduchem a naopak. Dalším krokem je co nejpřesněji sladit průtok klimatizovaného vzduchu s požadovaným průtokem, který vyžadují zařízení IT. Toho se dosáhne snížením otáček ventilátorů, zvýšením nastavených teplot chladicích jednotek nebo úplným vypnutím chladicích jednotek. Často se jedná o opakující se proces, kdy se provedou úpravy ovládacích prvků, systém se vyrovná a v případě potřeby se provedou další úpravy. Vzhledem k tomu, že datová centra jsou dynamickým prostředím, jedná se navíc o průběžný proces, nikoliv pouze o jednorázovou akci. Pokaždé, když jsou implementována další zlepšení řízení proudění vzduchu nebo dojde k významným změnám IT vybavení, objeví se příležitosti pro optimalizaci chladicí infrastruktury.

Řízení průtoku vzduchu v místnosti (optimalizace chlazení) - osvědčené postupy

Jak bylo uvedeno výše, níže jsou uvedeny typické kroky, které je třeba učinit, abyste správně přizpůsobili chladicí kapacitu svého datového centra zátěži IT (tj. optimalizovali chladicí infrastrukturu):

• Snížení otáček ventilátorů u jednotek s frekvenčními měniči (VFD) na nejvyšší možnou míru, aniž by byla překročena maximální přípustná teplota nasávaného vzduchu do IT zařízení.
• Zvyšte nastavené hodnoty teploty chladicí jednotky co nejvýše, aniž byste překročili maximální přípustnou teplotu nasávaného vzduchu do IT zařízení.
• Rozšířit pásmo přípustné relativní vlhkosti (Rh), aby se zabránilo vzájemnému "boji" chladicích jednotek (plýtvání energií tím, že se jedna jednotka snaží odvlhčovat, zatímco druhá se snaží zvlhčovat).
• Vypínání přebytečného chlazení, pokud chladicí jednotky nemají VFD.
  • Poznámka: Pokud jsou chladicí jednotky vybaveny VFD, jsou úspory energie vyšší při provozu 10 chladicích jednotek při otáčkách ventilátoru 50% než při provozu 5 chladicích jednotek při otáčkách ventilátoru 100%.

Po každém významném zlepšení řízení proudění vzduchu nebo instalaci či odstranění zátěže IT je příležitost vyhodnotit tyto řídicí prvky na úrovni místnosti, aby byl zajištěn efektivní provoz a dostatečná redundantní kapacita.

Využití monitorovacích řešení pro optimalizační rozhodnutí

Jeden moudrý muž jménem Ken Brill kdysi řekl, že pokud jde o chlazení datových center, je to jednoduché: "Energie dovnitř, teplo vždy ven." To znamená, že každý kW energie spotřebovaný jakýmkoli zařízením v počítačové místnosti se stává kilowattem tepla, které je třeba z počítačové místnosti a nakonec i z budovy datového centra odvést. To zahrnuje všechny ztráty při přeměně a distribuci energie a také každý kW elektřiny spotřebované IT zařízením.

Chlazení datových center je sice samo o sobě vědou a někdy může být poměrně složité, ale tento koncept nám připomíná, že se dá shrnout do věty, že co jde dovnitř, musí vyjít ven v podobě tepla. Proto je důležité sledovat výkon požadovaný zařízením IT (tj. zátěž IT), aby se správně sladil s chlazením dodávaným chladicími jednotkami (tj. chladicím výkonem), jak je uvedeno výše. Využití řešení, která dokáží monitorovat jak napájení, tak chladicí infrastrukturu, pomůže tuto rovnováhu vytvořit.

Za druhé, sledování tepelného výkonu počítačové místnosti je v procesu optimalizace chlazení zásadní. Při úpravách chladicí infrastruktury je třeba pečlivě sledovat vstupní teploty IT zařízení, abyste se ujistili, že nepřekračují doporučené nebo přípustné limity, jak je uvádí ASHRAE a/nebo výrobce. To lze provést pomocí infračerveného teploměru nebo infračervené kamery, ale může to být časově náročné, protože to lze provést pouze pro jednotlivé skříně nebo uličky. Při použití infračerveného teploměru nebo infračervené kamery je třeba upozornit na to, že tyto infračervené přístroje měří povrchovou teplotu, nikoli teplotu vzduchu. A pokud se na povrchu nachází vysoce odrazivý povrch, může dojít k nesprávným měřením v důsledku odrazů. Použití infračervených nástrojů vám sice může naznačit problémy s teplotou, ale nesleduje teplotu samotného proudění vzduchu.

Vzhledem k těmto okolnostem je nejjednodušším způsobem, jak to provést na úrovni celé místnosti, použít monitorovací řešení se snímači umístěnými v horní a dolní části všech skříní. Tím získáte přehled o tepelném výkonu vašeho datového centra v rámci celé lokality. Navíc, i když možnost sledovat teploty v rámci celé lokality je základem toho, co je potřeba, některá monitorovací řešení šla ještě o krok dál díky trojrozměrným vizualizacím, které zobrazí digitální dvojče vašeho datového centra a jeho tepelný výkon v reálném čase.

Optimalizace pomocí algoritmů AI a strojového učení

Přiznejme si, že umělá inteligence a strojové učení jsou módní slova, která se v celém odvětví skloňují jako všelék na mnoho problémů souvisejících s datovými centry a IT. Ačkoli mohou přijít zkrátka v mnoha svých domnělých nebo prodávaných slibech, řízení proudění vzduchu a optimalizace chlazení je oblast, kde má tato technologie skutečnou šanci přinést výsledky. Využití této technologie může pomoci vizualizovat zlepšení řízení proudění vzduchu na úrovni zvýšené podlahy, stojanu a řady, analyzovat data shromažďovaná ze senzorů a poskytovat poradenství při rozhodování o optimalizaci chlazení na úrovni místnosti. K dispozici jsou řešení, která jsou průkopníky tohoto případu využití umělé inteligence a strojového učení, která spojují aspekt monitorování s optimalizací chlazení v podobě virtuálního poradce pro chlazení. Stojí za to se na tato řešení podívat, abyste se zbavili některých dohadů v procesu optimalizace chlazení.

Závěr

Řízení proudění vzduchu na úrovni místnosti není vlastně řízením proudění vzduchu v pravém slova smyslu, ale optimalizací chlazení. Přesto je řízení proudění vzduchu na úrovni místnosti nezbytným krokem a jediným způsobem, jak dosáhnout úspory energie díky zlepšením řízení proudění vzduchu provedeným na úrovni zvýšené podlahy, regálů a řad. Pamatujte, že každé řešení, které bylo implementováno až na úroveň Room, je nákladem. Teprve po kontrole na úrovni Room a provedení změn v chladicí infrastruktuře můžete sklízet výhody v podobě úspory energie na chlazení, zlepšení chladicí kapacity, zvýšení spolehlivosti IT zařízení a odložení kapitálových výdajů. Efektivitu nelze koupit, je třeba ji řídit. Nezapomeňte také, že optimalizace chlazení je opakující se a průběžný proces, jehož podstatou je sladění chladicí kapacity se zatížením IT v počítačové místnosti. A přestože se ve většině případů bude jednat o manuální proces, využití monitorovacích řešení, která vám poskytnou pohled na výkon, chlazení a tepelný výkon vašeho datového centra, vám pomůže řídit rozhodnutí o optimalizaci a v některých případech poradí konkrétní kroky, které lze podniknout.