Kā izvēlēties gaisa apstrādes iekārtu datu centriem

Gaisa apstrādes iekārtu veidu izpratne: CRAC vs. CRAH datu centru dzesēšanai

Galvenās atšķirības starp CRAC un CRAH vienībām ekspluatācijā un dizainā

Datoristabu gaisa kondicionēšanas iekārtas (CRAC) un datoristabu gaisa apstrādes iekārtas (CRAH) izmanto diezgan atšķirīgus dzesēšanas paņēmienus. Tradicionālas CRAC iekārtas darbojas līdzīgi kā parastās gaisa kondicionēšanas sistēmas, izmantojot saldēšanas šķidruma saspiešanas ciklus. Šajā procesā atdzesētais saldēšanas šķidrums uzsūc siltumu no karstā serveru izplūdes gaisa. Savukārt CRAH sistēmas izmanto citu pieeju — dzesētas ūdens spirāles. Gaisam pārvietojoties gar šīm spirālēm, tas tiek atdzesēts, neizmantojot saldēšanas šķidruma ciklu tieši uz vietas. Interesanti ir tas, ka CRAH var tieši savienot ar centralizētām dzesēšanas stacijām, kas vispārēji padara tās enerģijas ziņā efektīvākas. Analizējot termisko efektivitāti, redzams, ka CRAC sistēmas parasti patērē aptuveni par 30% vairāk enerģijas katram sniegtajam dzesēšanas tonnu. Tāpēc daudzas datu centru operatoru izvēlas CRAH risinājumus liela mēroga darbībām, kur efektivitāte ir visbiežāk prioritāte.

Lietošanas scenāriji: Kad izvēlēties CRAC vai CRAH datu centros

Maziem serveru telpām, kuru jauda nepārsniedz 500 kW, CRAC iekārtas darbojas ļoti labi, jo tās ir vieglāk uzstādāmas un sākotnējās izmaksas ir zemākas, kas padara tās par lielisku izvēli, modernizējot vecākas iekārtas. Savukārt CRAH sistēmas prasa lielāku sākotnējo ieguldījumu, taču izceļas lielākās datu centros, kur enerģijas patēriņš pārsniedz 1 megavatu. Šīs ar ūdeni dzesētās sistēmas daudz labāk tiek galā ar blīvām serveru konfigurācijām salīdzinājumā ar gaisa dzesētām alternatīvām, īpaši tad, ja rākšu blīvums svārstās no 15 līdz 30 kilovatiem uz vienu kabeļu skapi. Ikgadējie ietaupījumi uzturēšanas un enerģijas rēķinos bieži attaisno augstāko iegādes cenu. Dažas uzņēmējsabiedrības faktiski panāk panākumus ar sajauktu pieeju. Tās ļauj CRAH nodrošināt regulāru dzesēšanu, savukārt CRAC iekārtas tur rezervē tiem periodiem, kad nepieciešama papildu dzesēšanas jauda. Šāda veida iekārtojums nodrošina uzņēmumiem gan izaugsmes, gan pielāgošanās iespējas, kamēr mainās datortehnoloģiju prasības.

SAS iekārtu integrācija ar plašākām SAS sastāvdaļām datu centru vidē

Lai gūtu labus rezultātus no gaisa apstrādes iekārtām, patiešām ir svarīgi, cik labi tās savienotas ar citām esošajām sistēmām. CRAC un CRAH iekārtas faktiski darbojas vislabāk, ja tās ir daļa no gudrām gaisa plūsmas pārvaldības iekārtām, piemēram, karstās/aukstās eju hermētizācijas sistēmām, par kurām visi runā. Saskaņā ar ASHRAE pētījumiem, šādas hermētizācijas metodes datu centros var palielināt dzesēšanas efektivitāti no 25% līdz 40%. Šīs iekārtas nedarbojas izolācijā. Tām jākomunicē ar ēkas automatizācijas sistēmu, lai operatori varētu operatīvi regulēt apstākļus. CRAH iekārtas parasti savienojas ar aukstā ūdens sistēmām un dzesēšanas torņiem, savukārt CRAC iekārtas parasti pieslēdzas kondensācijas kontūrām. Kad viss ir pareizi savienots, mēs redzam labāku temperatūras vienmērīgumu serveru telpās, samazinām izšķērdēto enerģiju un uzturam kritiskos termiskos apstākļus, uz kuriem serveri balsta, lai droši darbotos.

Nodrošinot uzticamību un rezerves sistēmas nepārtrauktai datu centra darbībai

Projektējam AHU sistēmas augstai pieejamībai un kļūmestrūkumizturībai

Datu centri, kas projektēti augstai pieejamībai, parasti savās gaisa apstrādes iekārtās (AHU) izmanto entītātes N+1 vai 2N rezerves konfigurācijas, lai dzesēšana turpinātos pat tad, ja rodas problēmas. Kad galvenās sistēmas komponents iziet no ierindas, rezerves vienības automātiski ieslēdzas, lai novērstu pārkaršanu. Objekti, kas iekļauti III vai IV tierā, parasti uztur aptuveni 99,98 % līdz gandrīz 99,995 % ekspluatācijas laiku pateicoties šādām iekārtām, kas uzņēmumiem saglabā miljonus, jo katrs darbnespējas stundas ilgums var maksāt vairāk nekā miljonu dolāru. Daži svarīgi komponenti ir ventilatori un kompresori, ko darbina divi atsevišķi avoti, gaisa plūsmas kanāli, kas atdalīti, lai izolētu problēmas, kā arī sensori, kas nepārtraukti uzrauga visu veiktspēju. Visi šie elementi kopā veido sistēmas, kas iztur bojājumus, vienlaikus ļaujot tehniciem veikt remontdarbus, pilnībā neapturot sistēmu.

Rezerves sistēmu līdzsvarošana ar enerģijas efektivitāti AHU konfigurācijās

Iegūt pareizu rezerves sistēmu, nezaudējot enerģijas efektivitāti, ir tas, ar ko pastāvīgi cīnās objektu pārvaldnieki. Mainīgas frekvences piedziņas, saīsināti VFD, šajā jomā kļuvušas par spēles mainītājām. Šīs ierīces faktiski var palēnināt ventilatorus, kad ir mazāka vajadzība pēc dzesēšanas, tādējādi samazinot enerģijas patēriņu no 25% līdz 30% tieši tajās reizēs, kad pieprasījums samazinās. Modulārie gaisa apstrādes agregātu dizaini piedāvā citu risinājumu. Ar šādām sistēmām darbojas tikai nepieciešamās sastāvdaļas, palielinoties slodzei, saglabājot papildu aizsardzības slāni, ko saucam par N+1 rezerves sistēmu, vienlaikus joprojām kontrolējot enerģijas izmantošanas efektivitāti, vai PUE, kā to sauc saīsināti tiem, kas vēl nav dzirdējuši šo terminu. Gudrās vadības sistēmas vēl vairāk attīsta šo procesu, ieslēdzot rezerves aprīkojumu tikai tad, kad temperatūras sāk pārsniegt drošos ierobežojumus. Iekārtas, kas īsteno visas šīs stratēģijas kopā, parasti pieredz reālas uzlabošanās. Daži no labākajiem datu centriem šobrīd ziņo par PUE rādītājiem zem 1,2, kas ir diezgan iespaidīgi, ņemot vērā, ka nozares vidējie rādītāji svārstās ap 1,6 vai augstāk.

Energoefektivitātes un PUE optimizēšana, stratēģiski izvēloties gaisa apstrādes iekārtas

Kā gaisa apstrādes iekārtu izvēle ietekmē enerģijas izmantošanas efektivitāti (PUE)

Gaisa apstrādes iekārtu izvēle ietekmē jaudas izmantošanas efektivitāti vai PUE, kas būtiski mēra, cik daudz kopējās objekta enerģijas tiek izmantota IT aprīkojuma barošanai salīdzinājumā ar pārējo. Tikai dzesēšanas sistēmas patērē aptuveni 30 līdz 40 procentus no kopējā enerģijas budžeta. Tāpēc liela nozīme ir labām AHU iekārtām ar mainīgas frekvences piedziņām un elektroniski komutētiem ventilatoriem. Šādas iekārtas var samazināt papildu enerģijas patēriņu gandrīz par trešdaļu dažos gadījumos. Kad gaisa plūsma atbilst siltuma avotam serveru rindās, šādi lieli kompresori nav jāieslēdz tik bieži, kas acīmredzami taupa enerģiju. Katram desmit procentu kritumam dzesēšanas nepieciešamībā mēs parasti redzam aptuveni 0,07 uzlabojumu PUE rezultātos. Gaisa apstrādes iekārtu saprātīga izvietošana datu centros nodrošina reālus naudas ietaupījumus, nekompromitējot drošas ekspluatācijas temperatūras uzturēšanu.

Piemērs: Augstas efektivitātes AHU iekārtas, kas samazina PUE vērtību Tier III datu centros

Viens konkrēts Tier III datu centrs pēc 18 mēnešiem izdevās samazināt savu elektroenerģijas izmantošanas efektivitāti (PUE) no 1,62 līdz pat 1,35, ieguldījis jaunos gaisa apstrādes agregātos. Kas bija izšķirošais faktors? Viņi uzstādīja vienības ar mainīgas frekvences piedziņu, ieviesa gudras mašīnmācīšanās sistēmas, kas pielāgo atdzesēšanu atkarībā no faktiskās serveru slodzes jebkurā brīdī, kā arī noslēdza gaisa plūsmas ceļus, lai auksts un karsts gaiss nejauktos kopā. Arī skaitļi runā iespaidīgu stāstu: dzesēšanas enerģijas patēriņš samazinājās gandrīz par 28 %, ietaupot vairāk nekā 240 000 ASV dolāru gadā, kā arī samazinot oglekļa emisijas apjomā, kas līdzvērtīgs 85 vieglajiem automobiļiem, kurus noņem no vietējiem ceļiem. Visu to izdevās panākt, saglabājot būtisko 99,982 % darbības nepārtrauktības prasību savām operācijām. Tātad acīmredzams, ka modernās ēkās ieguldījumi efektīvā AHU tehnoloģijā ir ne tikai labvēlīgi peļņai, bet arī lieliski ietekmē videi.

Izmēri, mērogojamība un telpu plānošana nākotnes AHU izvietošanai

Pareizs AHU izmēru noteikšana pašreizējām un prognozētajām datu centra dzesēšanas slodzēm

Ir būtiski izvēlēties pareizā izmēra gaisa apstrādes iekārtas, lai izvairītos no enerģijas izšķērdēšanas un nodrošinātu nepārtrauktu darbību. Ja gaisa apstrādes iekārtas ir pārāk lielas, tās pastāvīgi ieslēdzas un izslēdzas, kā rezultātā tās patiešām kļūst mazāk efektīvas. Savukārt pārāk mazas iekārtas nevar tikt galā ar slodzi pie straujas pieprasījuma pieauguma, kas var izraisīt sistēmas darbības traucējumus. Pareiza izmēru noteikšana prasa ņemt vērā esošo IT aprīkojumu un tā attīstības perspektīvu nākamajos dažos gados. Šobrīd rāteņu blīvums pakāpeniski palielinās, dažos gadījumos pārsniedzot 20 kW uz vienu rātni. Mums jāņem vērā arī rezerves sistēmu prasības, piemēram, N+1 konfigurācijas. Reāllaika uzraudzības sistēmas ļauj objektu pārvaldniekiem savu dzesēšanas jaudu pielāgot faktiskajiem slodzes raksturojumiem. Šāda pieeja parasti samazina kapitāla izdevumus apmēram par 15–30%, vienlaikus uzturot efektīvu darbību gan zemas, gan augstas slodzes apstākļos.

Modulāras gaisa apstrādes iekārtu konstrukcijas, lai risinātu telpu trūkumu un atbalstītu mērogojamību

Modulāras gaisa apstrādes iekārtu sistēmas nodrošina kompaktas un mērogojamas iespējas, kas lieliski darbojas, ja trūkst telpas vai arī tad, kad palielinās objektu apjoms. Rūpnīcā pārbaudītās vienības var izvietot posmos. Pirmās moduļu vienības nodrošina pamatprasības, bet papildu vienības tiek pievienotas vēlāk, kad palielinās slodze. To, kas šīs sistēmas padara par īpašām, ir tas, ka katrs modulis darbojas patstāvīgi, tāpēc apkope nenozīmē visu sistēmu izslēgšanu. Tās atbalsta arī tā saucamo N+1 rezerves sistēmu atsevišķiem komponentiem. Standarta savienojumi starp moduļiem padara tos viegli integrējamus esošajās instalācijās un ļauj veikt modernizāciju vēlāk, kad tas kļūst nepieciešams. Modulāra pieeja ietaupa aptuveni 35 līdz 40 procentus no uzstādīšanas laika salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. Turklāt tā novērš situāciju, kad uzņēmumi iegādājas daudz vairāk aprīkojuma, nekā tiem patlaban nepieciešams, precīzi pielāgojot jaudu uzņēmējdarbības faktiskajām vajadzībām.

Gaisa apstrādes iekārtu efektivitātes paaugstināšana, izmantojot inteligentus vadības un gaisa plūsmas pārvaldības risinājumus

Siltumtehnikas iekārtu integrēšana ar inteligentiem vadības sistēmām (piemēram, IDCM) reāllaika optimizācijai

Kad gaisa apstrādes iekārtas tiek pieslēgtas inteligentiem vadības sistēmām, piemēram, IDCM, tās spēj veikt reāllaika pielāgojumus, kuri mums šodienās ir tik ļoti vajadzīgi. Šīs sistēmas būtībā izmanto sensorus, lai uzraudzītu tādas lietas kā temperatūras līmenis, mitrums telpā un gaisa plūsmas raksturojums. Pamatojoties uz to, ko tās uztver, sistēmas automātiski regulē ventilatoru ātrumu un nepieciešamības gadījumā maina atloku pozīcijas. Tomēr to patiešām izceļ ir prognozējošie algoritmi, kas faktiski paredz, kad ļoti slodžu periodos varētu būt nepieciešams papildu dzesēšanas jaudas palielinājums. Šāda veida redzējums palīdz samazināt kopējo enerģijas patēriņu aptuveni par 30 procentiem, kā liecina lielākā daļa ziņojumu. Daudzi datu centri, kas ir ieviesuši šādus risinājumus, stāsta par savu enerģijas izmantošanas efektivitātes rādītāju (Power Usage Effectiveness) pazemināšanos no aptuveni 1,6 līdz apmēram 1,4 laika gaitā. Vadības sistēmas, kas ātri reaģē uz jebkādām izmaiņām, ir saprātīga izvēle ikvienam, kas vēlas uzlabot efektivitāti, vienlaikus nodrošinot gludu darbību visādos vides svārstību apstākļos.

Gaisa plūsmas ierobežošanas stratēģijas, lai maksimāli uzlabotu AHU dzesēšanas veiktspēju

Gaisa plūsmas ierobežošana, izmantojot metodes, piemēram, karstās vai aukstās ejas izolēšanu, novērš siltā un aukstā gaisa sajaukšanos, kā rezultātā AHU kopumā darbojas efektīvāk. Paša ideja ir vienkārša: virzīt auksto gaisu tieši uz aprīkojuma ieplūdes vietām un savlaicīgi noķert karsto izplūdes gaisu, pirms tas izplatās visur apkārt. Pētījumi liecina, ka šāds pieeja var palielināt dzesēšanas efektivitāti no 25% līdz pat 40%. Ieviešot šādas sistēmas, vajadzētu vispirms veikt vairākas lietas. Aizhermēt kabeļu atveres, ievietot aizpildpanelīšus tukšajās rāts vietās, kur rāts nav pilnībā aizņemtas, kā arī apsvērt grīdas flīžu iegādi ar spiediena regulēšanu zem grīdas. Papildus ieviest arī gudros vadības sistēmas, un Tier III kategorijas objekti var sagaidīt aptuveni 20% enerģijas izšķērdējuma samazinājumu. Šī kombinācija labi darbojas datu centriem, kuriem jārisina augstākas blīvuma slodzes, neiztērējot bagātību naudas par enerģijas izmaksām.

BUJ

Kas ir AHU apsildes, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmās?

AHU nozīmē gaisa apstrādes iekārtu, kas ir vitāli svarīga sastāvdaļa apsildes, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmās, atbildot par gaisa regulēšanu un cirkulāciju.

Kāda ir atšķirība starp CRAC un CRAH iekārtām?

CRAC iekārtas izmanto dzesēšanas šķidruma ciklus gaisa atdzesēšanai, savukārt CRAH iekārtas izmanto aukstā ūdens tinumus dzesēšanai, tādējādi CRAH parasti ir enerģijas ziņā efektīvākas.

Kad datu centram būtu jāizvēlas CRAH nevis CRAC?

CRAH iekārtas ir ideālas lielākiem datu centriem, kuriem nepieciešams vairāk nekā 1 megavats elektroenerģijas, nodrošinot labāku blīvu serveru konfigurāciju apkalpošanu un augstāku efektivitāti.

Kas ir PUE un kāpēc tas ir svarīgi?

PUE jeb enerģijas izmantošanas efektivitāte mēra datu centra enerģijas efektivitāti, norādot, cik daudz enerģijas tiek patērēts IT aprīkojumam salīdzinājumā ar kopējo objekta patērēto enerģiju.