Що вам потрібно знати про керування потоком повітря в кімнаті

Оригінальна версія цієї статті була опублікована на MissionCriticalMagazine.com, Під назвою Керування потоком повітря на рівні кімнати. Ви можете переглянути його тут.

Управління повітряним потоком на рівні кімнати сповнене неправильних уявлень і напівправди, що робить його найменш зрозумілим аспектом управління повітряним потоком, хоча за іронією долі він є найважливішим. Хоча досить добре зрозуміло, що перші 3 рівні, або R, керування повітряним потоком стосуються впровадження таких рішень, як щіткові втулки, глухі панелі та захист для рівнів фальшпідлоги, стійки та рядів, відповідно, рівень приміщення не є так само просто. Це значною мірою пов’язано з тим, що необхідні зміни невидимі, за винятком інколи на дисплеях на охолоджуючих агрегатах.

Для ясності керування повітряним потоком на рівні приміщення краще визначити як оптимізація охолодження, що відноситься до процесу регулювання елементів керування системою охолодження. У разі належного виконання цей процес підвищить енергоефективність (що призведе до зниження експлуатаційних витрат), покращить потужність охолодження, підвищить надійність ІТ-обладнання та відстрочить капітальні витрати. Тут важливо зазначити, що без оптимізації охолодження (тобто керування повітряним потоком на рівні приміщення) кожне рішення, яке було впроваджено до цього моменту, як-от перелічені вище продукти, є витратами. Хоча вони, можливо, покращили температуру вхідного повітря в ІТ, фінансові переваги та переваги щодо продуктивності залишаються на столі. Єдиний спосіб заощадити енергію завдяки вдосконаленню управління повітряним потоком, впровадженому на рівнях фальшпідлоги, стійки та ряду, – це оптимізація охолодження.

І хоча процес оптимізації охолодження, як правило, є ручним і повторюваним процесом, важливо також відзначити, що використання таких рішень, як ІЧ-термометри або моніторинг навколишнього середовища, гарантує, що температури на вході в ІТ не перевищуватимуть рекомендовані або допустимі порогові значення. Більше того, деякі рішення для моніторингу можуть навіть надавати поради щодо конкретних кроків оптимізації, які можна вжити, але ми зупинимося на цьому пізніше.

Зіставлення потужності охолодження з навантаженням ІТ

Керування повітряним потоком саме по собі не заощаджує ваші гроші на витратах на енергію охолодження, натомість воно покращує температуру вхідного повітря в ІТ-обладнання та створює умови, за яких можливі зміни в інфраструктурі охолодження. Причина в тому, що якщо ви правильно впровадили рішення для керування повітряним потоком на рівнях фальшпідлоги, стійки та рядів, тепер у ваших холодних проходах має бути надлишок кондиціонованого припливного повітря, а температура повітря, що входить до ІТ-обладнання, буде надто низькою. Це відбувається тому, що більше не відбувається змішування відпрацьованого повітря з кондиціонованим повітрям, і навпаки. Наступний крок полягає в тому, щоб швидкість потоку кондиціонованого повітря якомога точніше відповідала швидкості потоку, необхідної ІТ-обладнанню. Це робиться шляхом зниження швидкості вентилятора, підвищення заданих значень температури блоку охолодження або повного вимкнення блоків охолодження. Це часто ітеративний процес внесення коригувань елементів керування, що дозволяє системі вирівняти, а потім вносить додаткові коригування, якщо необхідно. Крім того, оскільки центри обробки даних є динамічним середовищем, це також буде постійний процес, а не одноразова подія. Щоразу, коли впроваджуються додаткові вдосконалення управління повітряним потоком або відбуваються значні зміни в ІТ-обладнанні, з’являються можливості для оптимізації інфраструктури охолодження.

Найкращі методи керування потоком повітря на рівні приміщення (оптимізація охолодження).

Як згадувалося вище, нижче наведено типові кроки, які необхідно виконати, щоб належним чином узгодити потужність охолодження вашого центру обробки даних із навантаженням ІТ (тобто оптимізувати інфраструктуру охолодження):

  • Знизьте швидкість вентилятора для блоків із частотно-регульованими приводами (VFD), наскільки це можливо, не перевищуючи максимально допустиму температуру повітря, що входить до ІТ-обладнання.
  • Підніміть задані значення температури блоку охолодження якомога вище, не перевищуючи максимально допустиму температуру повітря, що входить до ІТ-обладнання
  • Розширте діапазон допустимої відносної вологості (Rh), щоб запобігти «боротьбі» один з одним охолоджуючих блоків (марна витрата енергії одним блоком, який намагається осушити, а інший — зволожити)
  • Вимкніть надлишкове охолодження, якщо холодильні агрегати не мають VFD
    • Примітка. Якщо охолоджувальні блоки оснащені VFD, економія енергії буде більшою, якщо 10 охолоджуючих блоків працюють на 50% швидкості вентилятора, ніж 5 охолоджуючих блоків, що працюють на 100% швидкості вентилятора

Після будь-якого значного вдосконалення керування повітряним потоком або встановлення чи видалення навантаження ІТ є можливість оцінити ці елементи керування на рівні приміщення, щоб забезпечити ефективну роботу та достатню резервну потужність.

Використання рішень моніторингу для прийняття інформованих рішень щодо оптимізації

Мудрець на ім’я Кен Брілл одного разу сказав, що коли мова заходить про охолодження центру обробки даних, це так само просто, як «подача живлення, нагрівання завжди». Це означає, що кожен кВт потужності, споживаної будь-яким обладнанням у комп’ютерній кімнаті, перетворюється на кіловат тепла, яке необхідно відвести від комп’ютерної кімнати та, зрештою, будівлі центру обробки даних. Це включає всі втрати електроенергії на перетворення та розподіл, а також кожен кВт електроенергії, спожитий ІТ-обладнанням.

Хоча охолодження центру обробки даних є самостійним науковим завданням і іноді може бути досить складним, ця концепція нагадує нам, що її можна звести до того, що входить, з точки зору потужності, має виходити з точки зору тепла. Тому важливо відстежувати потужність, яку потребує ІТ-обладнання (тобто ІТ-навантаження), щоб належним чином узгодити її з охолодженням, що забезпечується холодильними блоками (тобто холодопродуктивністю), як зазначено вище. Використання рішень, які можуть контролювати інфраструктуру живлення та охолодження, допоможе створити цей баланс.

По-друге, моніторинг теплових характеристик комп’ютерної кімнати є важливим у процесі оптимізації охолодження. Під час коригування інфраструктури охолодження вам потрібно буде уважно стежити за температурами на вході ІТ-обладнання, щоб переконатися, що вони не перевищують рекомендованих або допустимих меж, як зазначено ASHRAE та/або виробником. Це можна зробити за допомогою ІЧ-термометра або ІЧ-камери, але це може зайняти багато часу, оскільки це можна зробити лише для окремої шафи або проходу. Одне велике застереження щодо використання ІЧ-термометра чи ІЧ-камери полягає в тому, що ці інфрачервоні інструменти вимірюють температуру поверхні, а не температуру повітря. А якщо є поверхня з високим ступенем відбиття, ви можете отримати деякі неправильні показання через відбиття. Хоча використання інфрачервоних приладів може дати вам інформацію про проблеми з температурою, вони не контролюють саму температуру повітряного потоку.

Зважаючи на ці обставини, найпростіший спосіб зробити це на повному рівні кімнати – використовувати рішення для моніторингу з датчиками, розташованими у верхній і нижній частині всіх шаф. Це дасть вам уявлення про теплову ефективність вашого центру обробки даних для всього сайту. Крім того, хоча можливість відстежувати температуру в усьому місці — це суть того, що потрібно, деякі рішення для моніторингу зробили крок далі, створивши тривимірні візуалізації, які відображатимуть цифровий двійник вашого центру обробки даних і його теплові характеристики в реальному часі. .

Оптимізація за допомогою ШІ та алгоритмів машинного навчання

Давайте подивимося правді в очі, штучний інтелект і машинне навчання — це модні слова, які поширилися по всій галузі як панацея від багатьох проблем, пов’язаних із центрами обробки даних та ІТ. Хоча вони можуть не виконати багато своїх передбачуваних або проданих обіцянок, управління повітряним потоком і оптимізація охолодження – це те, де ця технологія дійсно має шанси. Використання цієї технології може допомогти візуалізувати покращення управління повітряним потоком на рівнях фальшпідлоги, стійки та рядів, проаналізувати дані, зібрані з датчиків, і надати поради щодо рішень щодо оптимізації охолодження на рівні приміщення. Існують доступні рішення, які стали піонерами в цьому випадку використання ШІ та машинного навчання, які поєднують аспект моніторингу з оптимізацією охолодження у формі віртуального порадника з охолодження. Варто поглянути на ці рішення, щоб усунути деякі припущення в процесі оптимізації охолодження.

Висновок

Керування повітряним потоком на рівні кімнати – це не керування повітряним потоком у буквальному сенсі, а оптимізація охолодження. Тим не менш, керування повітряним потоком на рівні кімнати є необхідним кроком і єдиним способом зекономити енергію завдяки вдосконаленню управління повітряним потоком, впровадженому на рівнях фальшпідлоги, стійки та рядів. Пам’ятайте, що кожне рішення, реалізоване до рівня Кімнати, є витратами. Лише коли ви зареєструєтеся на рівні приміщення та внесете зміни в інфраструктуру охолодження, ви зможете отримати переваги у вигляді економії енергії охолодження, покращеної потужності охолодження, покращеної надійності ІТ-обладнання та відстрочених капітальних витрат. Ефективність неможливо купити; ним треба керувати. Пам’ятайте також, що оптимізація охолодження — це повторюваний і постійний 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 дають вам змогу побачити потужність, охолодження та теплову продуктивність вашого центру обробки даних, допоможе вам прийняти рішення щодо оптимізації, а в деяких випадках порадить конкретні кроки, які можуть бути прийнятим.