Awaria klimatyzatora w biurze nie oznacza przerwania pracy personelu, prawda? Zupełnie inaczej sytuacja wygląda w przypadku serwerowni, gdzie niezbędne jest nieprzerwane chłodzenie powietrzem. Włączając w układ jednostkę rotacyjną klimatyzatora, wykluczone jest nawet krótkotrwałe przekroczenie dopuszczalnych temperatur.
Rozwiązanie to zapobiega awariom sprzętu serwerowego i stwarza warunki do stabilnej realizacji zadań serwisowych. Porozmawiamy o tym, jak zorganizować blok rotacji. Wyjaśnimy, jak zarezerwować klimatyzatory, pokażemy, jak zainstalować i skonfigurować urządzenie.
Wskaźniki temperatury powietrza w serwerowni
Jednostki obrotowe są stosowane w systemach klimatyzacji wielu laboratoriów, data center, hal produkcyjnych w branżach wysokich technologii. To niezbędny element wyposażenia serwerowni, który jest dostępny w niemal każdej poważnej organizacji.
W dobie technologii informacyjnych nawet nowe, rozwijające się firmy często wykorzystują własny sprzęt serwerowy do przetwarzania, przechowywania i wymiany danych z partnerami i klientami.
Na reżim temperaturowy w serwerowni nakładane są surowe wymagania, których spełnienie jest możliwe tylko w przypadku obecności dwóch lub więcej klimatyzatorów
Na sprzęt serwerowy przeznaczone jest wydzielone pomieszczenie technologiczne tzw. serwerownia, w którym konieczne jest zachowanie warunków pracy określonych w dokumentacji technicznej producenta.W szczególności jednym z najważniejszych parametrów jest temperatura powietrza.
Zgodnie z zaleceniami American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) temperatura w serwerowniach powinna wynosić od 18°C do 27°C. Większość wyspecjalizowanych firm, takich jak świadczące usługi hostingowe, nie dopuszcza do wzrostu temperatury powietrza powyżej 24°C.
Wzrost temperatury nawet na krótki czas może spowodować awarię w działaniu sprzętu serwerowego, a w celu wyeliminowania awarii konieczna będzie wymiana kosztownych podzespołów
Tak surowe ograniczenia temperaturowe wynikają z cech operacyjnych komputerów serwerowych. Lokalne przegrzanie niektórych urządzeń wchodzących w skład serwera prowadzi do ich awarii. W rezultacie wszystko sprowadza się do utraty ważnych informacji, zakłóceń w procesach produkcyjnych, handlowych, logistycznych, a w efekcie do utraty reputacji i zysków.
Nowoczesny serwer wyposażony jest w wewnętrzny system odprowadzania ciepła. Wszystkie wewnętrzne podzespoły wytwarzające ciepło podczas pracy są chłodzone. Ale nie można całkowicie uniknąć wymiany ciepła z powodu nieszczelności w obudowie. Pomimo radiatorów, a nawet chłodzenia cieczą, temperatura wewnątrz obudowy będzie zbliżona do temperatury otoczenia.
Następujące elementy są najbardziej wrażliwe na klimatyczne warunki pracy:
- Procesor;
- dysk twardy;
- RAM.
Podczas wzrostu temperatury materiały, z których wykonane są elementy dysku twardego, rozszerzają się. Prowadzi to do awarii dysków magnetycznych, głowic, systemów pozycjonowania. Problemy z dyskiem twardym są obarczone utratą ważnych informacji.
Do lokalnego chłodzenia procesorów serwerowych i pamięci RAM stosowane są radiatory metalowe, jednak przy znacznym wzroście temperatury otoczenia nie są one w stanie zapewnić ochrony przed przegrzaniem
Nowoczesne serwery wyposażone są w urządzenia pamięci o swobodnym dostępie wyposażone we własny pasywny system chłodzenia (radiatory). Ale od tego sytuacja się nie zmienia. Radiatory mogą oszczędzać RAM tylko przy bardzo krótkim i nieznacznym wzroście temperatury. Ale przy silniejszym ogrzewaniu powietrzem są nieskuteczne.
System ochrony procesora uruchamia się automatycznie w przypadku przegrzania, co prowadzi do wyłączenia serwera i uniemożliwienia jego normalnej, nieprzerwanej pracy. Wiele mikroczipów, w szczególności na mostkach południowym i północnym, nie toleruje wysokich temperatur.
Nie należy oczekiwać, że jeśli temperatura zewnętrzna (uliczna) mieści się w akceptowalnym zakresie, można odmówić schłodzenia powietrza w serwerowni.Konieczne jest uwzględnienie wszystkich wskaźników wydzielania ciepła i dopływów ciepła. Tym samym moc cieplna serwerów stanowi 80-90% pobieranej mocy elektrycznej i często przekracza 1 kW.
Tak więc korzystanie z drogich i krytycznych dla biznesu urządzeń wrażliwych na wzrost i wahania temperatury wymaga odpowiednio zorganizowanej klimatyzacji, w której każdy system split musi działać płynnie.
Cel i urządzenie blokady rotacji
Organizacja układu chłodzenia poprzez zamontowanie nie tylko głównego, ale i zapasowego, rezerwowego klimatyzatora sama w sobie nie ratuje sytuacji.
Konieczne jest skoordynowanie pracy wszystkich urządzeń w taki sposób, aby w każdych warunkach temperatura w pomieszczeniu była stabilna. W tym celu stosuje się wyspecjalizowane kompleksy, które często nazywane są po prostu matcherami.
Organizacja systemu klimatyzacji, w tym klimatyzatorów głównych i rezerwowych, jednej jednostki sterującej, dwóch jednostek wykonawczych oraz trzech czujników temperatury z podłączeniem do magistrali powiadamiania pożarowego i awaryjnego
Standardowy kompleks zawiera jednostkę sterującą i jednostki wykonawcze. Razem pełnią one następujące podstawowe funkcje:
- kontrola systemu;
- przełączanie klimatyzatorów w przypadku awarii;
- zapewnij działanie sekwencyjne;
- równomierny rozkład godzin pracy.
Niezawodny system klimatyzacji serwerowni składa się z co najmniej dwóch klimatyzatorów: głównego i rezerwowego. Każdy z nich, zgodnie ze swoją charakterystyką techniczną, musi być w stanie utrzymać niezbędne warunki temperaturowe w serwerowni.
Gdy jeden klimatyzator ulegnie awarii, jednostka rotacyjna szybko włącza drugą, sprawną jednostkę.Podczas wykonywania tej funkcji uruchamiane są czujniki termiczne, które mierzą temperaturę i reagują na jej najmniejszy wzrost. Funkcja podtrzymania pomaga nie tylko w sytuacjach awaryjnych, ale także np. podczas planowych przeglądów i napraw klimatyzatorów.
Jedna z opcji organizacji systemu chłodzenia w serwerowni z agregatem rezerwowym i zasilaniem klimatyzacji z oddzielnej maszyny
Wdrożenie tego rozwiązania pozwala na wymianę filtrów, uzupełnienie czynnika chłodniczego w klimatyzatorach, wykonywanie bardziej skomplikowanych operacji w dowolnym dogodnym czasie, przy jednoczesnym zachowaniu optymalnego mikroklimatu w serwerowni.
Blok obrotowy zapewnia również naprzemienną pracę klimatyzatorów i systemów split, dzięki czemu łączny czas ich pracy jest w przybliżeniu taki sam. Dzięki temu wydłuża się okres remontu i żywotność urządzeń chłodniczych.
Schematy redundancji klimatyzacji
Można zaimplementować różne schematy redundancji, które umownie oznacza się jako N + 1 i 2N, gdzie N to liczba klimatyzatorów pełniących podobną funkcję w systemie (z angielskiego „Need” - „Necessity” ”).
Najprostszy schemat, który zakłada zastosowanie tylko jednego klimatyzatora rezerwowego, to N+1. Jeśli system rotacyjny nie jest skonfigurowany, klimatyzator rezerwowy włącza się tylko w sytuacjach awaryjnych i przejmuje całe obciążenie.
W systemie może być kilka głównych pracujących klimatyzatorów, a każdy z nich posiada klimatyzator rezerwowy, który jest oznaczony jako 2N i oznacza 100% redundancję. Oczywiste jest, że im więcej klimatyzatorów rezerwowych, tym wyższa odporność systemu na awarie.
Cechy instalacji na przykładzie BURR-1
Jak przebiega instalacja, pokażemy na konkretnym przykładzie. W Rosji szeroko stosowane są jednostki kontroli rotacji i redundancji BURR-1, współpracujące z wyspecjalizowanymi jednostkami wykonawczymi BIS-1.Liczba jednostek wykonawczych może się różnić w zależności od całkowitej liczby klimatyzatorów w systemie.
Schemat podłączenia BURR-1 i BIS-1 z transmisją sygnału na podczerwień, z możliwością koordynacji pracy 15 klimatyzatorów
Oprócz samego urządzenia w zestawie BURR-1 znajduje się czujnik temperatury. Jednostki wykonawcze są kupowane dla każdego klimatyzatora. Wyposażony w sondę IR oraz dwustronną uszczelkę samoprzylepną do jej mocowania. Czujnik termiczny sprzedawany oddzielnie.
Pamiętaj, że komplet zapałek zależy od zakładu produkcyjnego i często zawiera cały niezbędny zestaw czujników temperatury i akcesoriów pomocniczych.
Przed przystąpieniem do prac instalacyjnych sprzęt jest odłączony od napięcia, przestrzegane są inne wymogi bezpieczeństwa.
BURR-1 posiada plastikową obudowę, wygodną do montażu na specjalnym metalowym profilu - szynie DIN, którą umieszcza się na panelu elektrycznym obok wyłączników. Do tego celu nadaje się szyna DIN 3,5 cm.
BIS-1 montowany jest nad klimatyzatorem lub bezpośrednio na korpusie klimatyzatora z mocowaniem na samoprzylepnej uszczelce dwustronnej. Czujnik temperatury jest zamocowany w obszarze wejściowym żaluzji prowadzących. To tutaj będzie mógł złapać przepływ zimnego powietrza i stwierdzić, że klimatyzator jest sprawny.
System wymaga również jednego wspólnego zdalnego czujnika temperatury, który jest montowany w uchwycie na ścianie w serwerowni w równej odległości od klimatyzatorów. Ten czujnik nie może być narażony na działanie ciepła zewnętrznego, na przykład z grzejników.
Jeżeli istnieje możliwość ułożenia instalacji elektrycznej, centralę BURR-1 można zamontować poza sterownią np. na ścianie lub nawet w sąsiednim pomieszczeniu.
Do BURR-1 dołączony jest paszport i szczegółowa instrukcja, w której podane są zalecenia dotyczące instalacji i schematy, jedną z zalet modelu jest podłączenie czujnika temperatury i zasilania bez zachowania biegunowości
Sonda emitera montowana jest w taki sposób, aby „zaglądała” w fotodetektor klimatyzatora z odległości nie większej niż 10 cm przy dopuszczalnym kącie odchylenia 45-60 stopni.
Zasięg transmisji stabilnego sygnału radiowego wynosi 50 metrów. Oznacza to, że jest to maksymalna odległość między jednostkami głównymi i wykonawczymi. Pożądane jest jego zmniejszenie w celu zmniejszenia poziomu zakłóceń pochodzących od urządzeń innych firm.
Należy wyróżnić następujące elementy instalacji:
- brak linii kablowych;
- możliwość rozbudowy systemu;
- wdrożenie różnych schematów rezerwacji.
Przy podłączeniu jednostki obrotowej klimatyzatorów nie trzeba prowadzić kabla do przesyłania sygnałów sterujących, co między innymi oszczędza miejsce w serwerowni. Skład układu klimatyzacji jest zmienny.
Może zawierać różną liczbę klimatyzatorów, różniących się mocą. Rozwijając i zwiększając wyposażenie serwerowni, firma w miarę potrzeb może włączyć do systemu nowe klimatyzatory (łącznie do 15 urządzeń).
Zasada działania blokady rotacji
W trakcie pracy z BURR-1 polecenia przekazywane są drogą radiową na częstotliwości 433 MHz do jednostek wykonawczych, które włączają i wyłączają klimatyzatory za pomocą nadajników podczerwieni, zgodnie z ustawieniami. Klimatyzatory muszą być wyposażone w fotodetektory. Wymóg ten spełnia większość nowoczesnych modeli, w tym domowych.
Jednostka wykonawcza BIS-1M jest zwykle montowana na ścianie bezpośrednio nad klimatyzatorem, podczas pracy odbiera sygnały radiowe z centrali i kanałem IR przekazuje polecenia włączenia i wyłączenia klimatyzatora
Czujniki temperatury są stale monitorowane. Porównując otrzymane dane, określany jest stan każdego klimatyzatora. Jeśli klimatyzator jest włączony, a czujnik zainstalowany na jego żaluzjach pokazuje, że zmiana temperatury na wylocie jest mniejsza niż 2 C, włącza się zasilanie rezerwowe i włącza się alarm.
Jak skonfigurować
Na podstawie ustawień modułu sterowania obrotami ustawionych przez użytkownika, klimatyzatory włączają się i wyłączają. Jednocześnie przestrzegana jest pewna kolejność i określone przedziały czasowe.
Aby wejść do menu ustawień jednostki sterującej, naciśnij „Enter”. Jeżeli ustawienia zostaną zmienione podczas pracy, w momencie naciśnięcia tego przycisku, urządzenie może wysyłać polecenia z wykorzystaniem wcześniej ustawionego protokołu. W takim przypadku będziesz musiał trochę poczekać, kontynuując naciskanie „Enter”.
Pozycje menu Ustawienia są połączone w kilka grup, w tym rejestrację jednostek wykonania, parametrów czasu i temperatury. Informacja o działaniu systemu wyświetlana jest na wyświetlaczu jednostki sterującej. Jest on przedstawiony w formie jasno sformułowanych zwrotów i symboli. Na wyświetlaczu widoczny jest typ przesłanej komendy oraz jej aktualny stan, co ułatwia konfigurację i późniejszą obsługę BURR-1.
Za pomocą panelu sterowania każdemu klimatyzatorowi przypisywany jest numer, określane jest jego przeznaczenie. Klimatyzatory pogrupowane są w zależności od ich przeznaczenia: rezerwa, uczestnicy rotacji itp.
Panel czołowy BURR-1 z wyświetlaczem LCD i przyciskami sterującymi dzięki swoim niewielkim rozmiarom zajmuje mało miejsca w szafie rozdzielczej, dzięki przemyślanej ergonomii jest wygodny w nastawach
Za pomocą panelu wprowadzania danych ustaw limity temperatury dla serwerowni, temperaturę połączenia, temperaturę rozłączenia, działanie alarmu oraz parametry czasowe związane ze współpracą i rotacją.
O trybie pracy jednostki wykonawczej decyduje zmiana koloru i częstotliwość migania diody znajdującej się na spodzie obudowy. Na przykład, gdy jednostka wykonawcza jest w trybie normalnym i czeka na polecenie z jednostki sterującej, jej dioda LED powoli miga na zielono.
Po otrzymaniu takiego polecenia na 1-2 sekundy zapali się żółta lampka. Wykonaniu polecenia włączenia zasilania towarzyszy szybkie miganie koloru zielonego. W przypadku wyłączenia dioda LED zmienia kolor na czerwony i szybko miga.
Po ustawieniu ustawień i chęci wyjścia z menu należy nacisnąć przycisk „ESC”. Jeśli nie naciskasz przycisków przez 4 minuty, czyli całkowicie nieaktywne, wyjście zostanie wykonane automatycznie.
Jeśli nie zostanie naciśnięty żaden przycisk, ponieważ nagrywane jest polecenie i oczekiwany jest sygnał IR, automatyczne wylogowanie nie nastąpi. Należy pamiętać, że podczas wykonywania niektórych operacji naciśnięcie „ESC” spowoduje wyjście z menu, w którym zmiany dokonane w ustawieniach nie zostaną zapisane.
Niezależnie od modelu proces konfiguracji jest intuicyjny, co widać na zdjęciu koordynatora klimatyzacji SRK-M3, wskazującym przyciski sterujące, czujniki, diody serwisowe i informacyjne
Gdy jednostka jest w trybie ustawień, sterowanie obrotami jest zawieszone, chociaż wszystkie timery działają, zliczając czas pracy każdej grupy klimatyzatorów i czas rotacji.
Proces konfiguracji modułu sterowania obrotami jest szczegółowo opisany w dołączonej do niego instrukcji.
Zasady pielęgnacji sprzętu
W celu zapewnienia normalnej pracy i długiej żywotności przeprowadzana jest regularna konserwacja jednostek sterujących i wykonawczych. Raz na 3-4 miesiące sprawdzana jest niezawodność mocowania, jakość połączeń i przydatność złączy. Listwy zaciskowe oraz zewnętrzne powierzchnie obudów należy w miarę zabrudzeń czyścić z kurzu, zapobiegając dostawaniu się na nie zanieczyszczeń i ciał obcych.
Czynniki wyboru i dodatkowa funkcjonalność
Na rynku dostępne są różne modele i modyfikacje jednostek rotacyjnych i redundantnych klimatyzatorów, które różnią się między sobą:
- według cech;
- według zestawu funkcji;
- według metody instalacji;
- według rodzaju kontroli.
Sygnał sterujący może być przesyłany nie tylko kanałem podczerwieni, jak w przypadku BURR-1, ale także przewodami.Kompletny zestaw różni się ilością czujników temperatury. Same czujniki mogą pracować z takim lub innym błędem, od którego w pewnym stopniu zależy szybkość reakcji jednostki obrotowej. Zwróć także uwagę na błąd timera. Te i inne dane muszą być określone w załączonej dokumentacji.
Przy wyborze matchera brane są pod uwagę wymagania stawiane systemowi klimatyzacji, jego skład oraz konfiguracja. Tak więc w przypadku klimatyzatorów bez fotodetektorów można wybrać urządzenia z przewodowym sterowaniem. Ważnym kryterium jest funkcjonalność urządzenia.
Dzisiaj możesz kupić bloki obrotowe o szerokim wachlarzu funkcji. Oprócz wykonywania swoich podstawowych zadań, urządzenia te automatycznie restartują klimatyzatory, które zostały zatrzymane z powodu braku zasilania. Nie pozwalają na wyłączenie klimatyzatorów, jeśli ktoś przypadkowo wyda takie polecenie z pilota.
Jeden z najprostszych bloków redundancji dla dwóch klimatyzatorów, po lewej przyciski do rejestracji i ustawień, po prawej przyciski do przełączania w tryby pracy i serwisowe
Po podłączeniu pętli alarmowych przesyłane są komunikaty alarmowe. Na przykład zgłoszenie pożaru jest wysyłane, gdy temperatura w serwerowni wzrośnie powyżej określonej wartości (zwykle 69ºC). Sygnał może zostać wysłany do straży pożarnej, istnieje również możliwość zaalarmowania personelu poprzez SMS.
Zdarzenia i dane z czujników termicznych są zapisywane w logach nieulotnych. Zapewniona jest możliwość zdalnego sterowania poprzez interfejs RS485 oraz Ethernet. Obsługiwany jest przemysłowy protokół komunikacyjny Modbus.
Po zapoznaniu się z opisem i parametrami technicznymi urządzenia należy się przekonać o znaczeniu jego funkcjonalności dla dokonania świadomego i opłacalnego wyboru.
Należy wziąć pod uwagę, że nieprzerwane chłodzenie zależy nie tylko od jednostki rezerwowej, ale również od samych klimatyzatorów.W serwerowniach stosuje się precyzyjne, kanałowe i naścienne układy inwerterowe typu split. Ostatnia opcja jest najbardziej pożądana, ponieważ takie urządzenia są znacznie tańsze i zajmują mniej miejsca.
Klimatyzatory ścienne zapewniają odpowiednie chłodzenie serwerowni iw przeciwieństwie do modeli precyzyjnych mogą być stosowane na niewielkich powierzchniach
Przy wyborze klimatyzatora ściennego należy zwrócić uwagę na wydajność chłodzenia, która musi odpowiadać nadmiarowi ciepła, który ma zostać zneutralizowany.
System klimatyzacji musi działać w serwerowni niezależnie od pory roku. W przypadku ograniczenia dolnej granicy temperatury pracy klimatyzatorów do -10 C, dokupowane są dodatkowe zestawy niskotemperaturowe.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Uruchomienie systemu klimatyzacji za pomocą matchera w serwerowni:
Rozpakowanie i przegląd zespołu obrotowego na dwa klimatyzatory:
Dla nieprzerwanego, całodobowego chłodzenia serwerowni i uniknięcia awarii sprzętu stosowane są jednostki rotacyjno-redundancyjne, które włączają i wyłączają klimatyzatory zgodnie z zadanym algorytmem. Jeśli jeden z klimatyzatorów ulegnie awarii lub zabraknie mu zasilania, natychmiast włącza się rezerwa. Ze względu na zmienną pracę zwiększa się żywotność klimatyzatorów.
Proszę zostawić komentarz w polu poniżej. Opowiedz nam o własnych doświadczeniach z instalacją i konfiguracją jednostki obrotowej do systemu klimatyzacji. Podziel się przydatnymi informacjami i zdjęciami na temat artykułu, zadawaj pytania.