Що потрібно знати про управління повітряними потоками в приміщенні

Оригінальна версія цієї статті була опублікована на сайті MissionCriticalMagazine.comпід назвою Управління повітряним потоком на рівні приміщення. Ви можете переглянути його тут.

Управління повітряними потоками на рівні приміщення пов'язане з помилковими уявленнями і напівправдою, що робить його найменш вивченим аспектом управління повітряними потоками, хоча, за іронією долі, він є найбільш важливим. У той час як досить добре зрозуміло, що перші 3 рівня, або R, управління повітряними потоками відносяться до впровадження таких рішень, як щіткові втулки, глухі панелі і утримання для фальшпідлоги, стійок і рядів відповідно, на рівні приміщення все не так просто. Це значною мірою пов'язано з тим, що необхідні зміни є невидимими, за винятком випадків, коли це стосується дисплеїв на охолоджувальних пристроях.

Для наочності, управління повітряним потоком на рівні приміщення краще визначити як оптимізація охолодженняпід яким мається на увазі процес внесення змін до системи управління системою охолодження. Якщо цей процес буде виконано належним чином, він дозволить підвищити енергоефективність (що призведе до зниження експлуатаційних витрат), покращити потужність охолодження, підвищити надійність ІТ-обладнання та відтермінувати капітальні витрати. Важливо зазначити, що без оптимізації охолодження (тобто управління повітряними потоками на рівні приміщення) кожне рішення, яке було впроваджено до цього моменту, наприклад, продукти, перераховані вище, є витратами. Хоча вони могли покращити температуру повітря на вході в ІТ, фінансові та виробничі переваги залишаються на столі. Єдиний спосіб досягти економії енергії за рахунок поліпшення управління повітряними потоками на рівнях фальшпідлоги, стійок і рядів - це оптимізація охолодження.

І хоча процес оптимізації охолодження, як правило, є ручним та ітеративним процесом, важливо також зазначити, що використання таких рішень, як інфрачервоні термометри або моніторинг навколишнього середовища, забезпечить, щоб температура на вході ІТ не перевищувала рекомендовані або допустимі порогові значення. Більш того, деякі рішення для моніторингу можуть навіть надавати рекомендації щодо конкретних кроків з оптимізації, які можна вжити, але ми розглянемо це пізніше.

Узгодження потужності охолодження з ІТ-навантаженням

Саме по собі управління повітряними потоками не заощаджує кошти на енергоспоживанні, натомість покращує температуру повітря на вході в ІТ-обладнання та створює умови для внесення змін в інфраструктуру охолодження. Якщо ви правильно впровадили рішення з управління повітряними потоками на рівнях фальшпідлоги, стійок і рядів, то тепер у холодних коридорах буде надлишок кондиціонованого припливного повітря, а температура повітря на вході в ІТ-обладнання буде надмірно низькою. Це пов'язано з тим, що відпрацьоване повітря більше не змішується з кондиціонованим, і навпаки. Наступним кроком є приведення витрати кондиціонованого повітря у відповідність з витратою повітря, необхідною для роботи ІТ-обладнання. Це досягається шляхом зниження швидкості обертання вентиляторів, підвищення заданих значень температури охолоджувальних пристроїв або повного вимкнення охолоджувальних пристроїв. Це часто є ітеративним процесом коригування елементів керування, що дозволяє системі вирівнятися, а потім вносити додаткові корективи, якщо це необхідно. Крім того, оскільки центри обробки даних є динамічним середовищем, це також буде безперервним процесом, а не одноразовим заходом. Кожного разу, коли впроваджуються додаткові поліпшення управління повітряними потоками або відбуваються значні зміни ІТ-обладнання, з'являються можливості для оптимізації інфраструктури охолодження.

Кращі практики управління повітряними потоками на рівні приміщення (оптимізація охолодження)

Як зазначалося вище, типові кроки, які необхідно вжити для належного узгодження потужності охолодження вашого центру обробки даних з ІТ-навантаженням (тобто оптимізації інфраструктури охолодження), перераховані нижче:

• Максимально знизити швидкість обертання вентиляторів для агрегатів з частотно-регульованими приводами (ЧРП), не перевищуючи при цьому максимально допустиму температуру повітря на вході в ІТ-обладнання
• Підніміть температурні уставки блоку охолодження якомога вище, не перевищуючи при цьому максимально допустиму температуру повітря на вході в ІТ-обладнання
• Розширити діапазон допустимої відносної вологості (Rh), щоб запобігти "боротьбі" холодильних агрегатів один з одним (марна витрата енергії одним агрегатом на осушення, а іншим на зволоження)
• Вимкніть надлишкове охолодження, якщо холодильні агрегати не мають ЧРП
  • Примітка: Якщо холодильні агрегати оснащені VFD, економія енергії буде більшою при роботі 10 холодильних агрегатів зі швидкістю вентилятора 50%, ніж при роботі 5 холодильних агрегатів зі швидкістю вентилятора 100%.

Після будь-якого значного покращення управління повітряними потоками або встановлення чи зняття ІТ-навантаження, є можливість оцінити ці системи керування на рівні приміщення для забезпечення ефективної роботи та достатньої резервної потужності.

Використання моніторингових рішень для прийняття рішень щодо оптимізації

Мудрий чоловік на ім'я Кен Брілл якось сказав, що коли справа доходить до охолодження ЦОД, то тут все просто, як "power in, heat out always". Це означає, що кожен кіловат потужності, споживаний будь-яким обладнанням в комп'ютерній кімнаті, стає кіловатом тепла, яке необхідно відвести з комп'ютерної кімнати і, в кінцевому рахунку, з будівлі центру обробки даних. Сюди входять всі втрати при перетворенні та розподілі електроенергії, а також кожен кВт електроенергії, спожитої ІТ-обладнанням.

Хоча охолодження центру обробки даних - це ціла наука, яка може бути досить складною, ця концепція нагадує нам, що її можна звести до того, що те, що надходить, з точки зору потужності, повинно виходити з точки зору тепла. Тому важливо відстежувати потужність, яку вимагає ІТ-обладнання (тобто ІТ-навантаження), щоб належним чином узгодити її з охолодженням, що забезпечується охолоджуючими пристроями (тобто потужністю охолодження), як зазначалося вище. Використання рішень, які можуть контролювати як електроживлення, так і інфраструктуру охолодження, допоможе у створенні такого балансу.

По-друге, моніторинг теплових характеристик комп'ютерного приміщення має важливе значення в процесі оптимізації охолодження. Вносячи корективи в інфраструктуру охолодження, вам потрібно буде уважно стежити за температурами на вході ІТ-обладнання, щоб переконатися, що вони не перевищують рекомендовані або допустимі межі, як зазначено ASHRAE та/або виробником. Це можна зробити за допомогою інфрачервоного термометра або інфрачервоної камери, але це може зайняти багато часу, оскільки це можна зробити лише для кожної шафи або проходу. Одне велике застереження щодо використання інфрачервоного термометра або інфрачервоної камери полягає в тому, що ці інфрачервоні інструменти вимірюють температуру поверхні, а не температуру повітря. І якщо є сильно відбиваюча поверхня, ви можете зіткнутися з деякими неправильними показаннями через віддзеркалення. Хоча використання інфрачервоних інструментів може дати вам вказівку на температурні проблеми, вони не контролюють температуру самого повітряного потоку.

У зв'язку з цими обставинами, найпростіший спосіб зробити це на рівні всієї кімнати - використовувати рішення для моніторингу з датчиками, розміщеними у верхній і нижній частині всіх шаф. Це дасть вам загальне уявлення про теплові характеристики вашого центру обробки даних. Більш того, хоча можливість контролювати температуру по всьому об'єкту - це лише голі кістки того, що потрібно, деякі рішення для моніторингу зробили ще один крок вперед за допомогою 3-D візуалізації, яка буде відображати цифрового двійника вашого центру обробки даних і його теплові характеристики в режимі реального часу.

Оптимізація за допомогою алгоритмів штучного інтелекту та машинного навчання

Давайте подивимося правді в очі, штучний інтелект і машинне навчання - це модні слова, які стали панацеєю від багатьох проблем, пов'язаних з центрами обробки даних та ІТ-технологіями. Хоча вони можуть не виконати багато з їх передбачуваних або рекламованих обіцянок, управління повітряним потоком і оптимізація охолодження - це те, де ця технологія дійсно має шанс на успіх. Використання цієї технології може допомогти візуалізувати поліпшення управління повітряним потоком на рівнях фальшпідлоги, стійок і рядів, проаналізувати дані, що збираються з датчиків, і надати рекомендації щодо рішень по оптимізації охолодження на рівні приміщення. Існують рішення, які стали першими в цій області застосування ШІ і машинного навчання, що поєднують аспект моніторингу з оптимізацією охолодження у вигляді віртуального консультанта з питань охолодження. Варто поглянути на ці рішення, щоб зняти деякі здогадки в процесі оптимізації охолодження.

Висновок

Керування повітряними потоками на рівні приміщення насправді не є керуванням повітряними потоками в прямому сенсі, а є оптимізацією охолодження. Тим не менш, управління повітряними потоками на рівні приміщення є необхідним кроком і єдиним способом досягти економії енергії за рахунок поліпшень в управлінні повітряними потоками, зроблених на рівні фальшпідлоги, стійок і рядів. Пам'ятайте, що кожне рішення, яке було впроваджено до рівня приміщення, є витратами. Лише після того, як ви перейдете на рівень приміщення і внесете зміни в інфраструктуру охолодження, ви зможете отримати вигоду у вигляді економії енергії на охолодження, поліпшеної потужності охолодження, підвищеної надійності ІТ-обладнання та відкладених капітальних витрат. Ефективність не можна купити, нею потрібно управляти. Також пам'ятайте, що оптимізація охолодження - це ітеративний і безперервний процес, який зводиться до узгодження потужності охолодження з ІТ-навантаженням комп'ютерної кімнати. І хоча в більшості випадків це буде ручний процес, використання рішень для моніторингу, які дадуть вам уявлення про потужність, охолодження і теплові характеристики вашого центру обробки даних, допоможуть вам прийняти рішення щодо оптимізації, а в деяких випадках порадять конкретні кроки, які можна зробити.