أفضل الممارسات لتركيب ملفات نشطة في نظم التبريد في مركز البيانات

فهم الأفلام النشطة في مركز البيانات

ويجب أن تتنافس نظم التبريد في مركز البيانات مع تدفق مستمر من الملوثات المحمولة جوا - دوست، ولقاح، ومنتجات ثانوية الاحتراق، والأوعية المجهرية، والغازات التآكلية - التي يمكن أن تخفض أداء الخواديم وتعجل بفشل الأجهزة، وتزيد استهلاك الطاقة.

وعلى عكس مرشحات سلبية تجمع ببساطة الجسيمات إلى أن تستنسخ، يمكن تنظيف أو تجديد مرشحات نشطة، مما يقلل من وقت التعطل وتكاليف التخلص، كما أنها تلتقط الجسيمات دون المتوسطة (0.1 إلى 0.5 ميكروم) والمركبات العضوية المتقلبة التي لا يمكن لوسائط الإعلام أن تدمج بفعالية.() وفيما يتعلق بالمرافق الحرجة للبعثات، فإن التليف النشط هو عنصر أساسي في تحقيق الظروف البيئية المطلوبة(9).

وتوفر هذه المادة دليلا شاملا وخطوة لتركيب مرشحات نشطة في نظم التبريد في مراكز البيانات، يغطي التقييم السابق للتركيب، واختيار المعدات، والتكامل الكهربائي، والاختتام، والتكليف، وأفضل الممارسات في مجال الصيانة على المدى الطويل.

1 - تقييم وتخطيط ما قبل التركيب

1-1 تقييم نوعية الهواء الحالي والمصادر المحتوية على مضامين

قبل أي تركيب، إجراء مراجعة نوعية الهواء باستخدام منضدة الجسيمات ومحلل للغاز، وتحديد أنواع الملوثات المهيمنة، والغازات التآكلية (مثلاً، H2S، وS2، و2، و2) أو المادة البيولوجية، وهذه البيانات تُملي تكنولوجيا الرش، مثلاً، أجهزة التصفية الإلكترونية (أجهزة الإرساليات الكهربية) المحسنة التي تعمل في مجال التصفية الجافية.

(ب) المرجع: Data Center Air Quality and Contamination Control] المبدأ التوجيهي (ASHRAE TC 9.9) بشأن أهداف أصناف غرف الصرف الموصى بها، وإذا كان المرفق قريب من الطرق الرئيسية أو المناطق الصناعية أو مواقع البناء، قد يكون من الضروري إجراء المزيد من عمليات التصفيف قبل التصفي.

1-2 التحقق من قابلية النظام للمقارنة

وتحتاج مرشحات الوصلات النشطة إلى معدلات محددة لتدفق الهواء، وقدرة ضغط ثابتة، والإمدادات الكهربائية (من الناحية الافتراضية 24 إلى 24 إلى 25 في المائة، و 120 في المائة إلى ثلاث مراحل)، والوصلات البينية لإشارة المراقبة.

القدرة على التدفق الجوي والضغط الثابت المتاح (DP). وعادة ما تضيف أجهزة الترشيح العاملة 0.2 إلى 0.5 في الركن، مثلا عندما تكون نظيفة، وترتفع عند تحميلها.
والأبعاد المادية لفتح مصرف التصفية - الكثير من مرشحات التشغيل هي مناظرة ويمكن تركيبها في الإطارات الحالية 24 " x24 " أو 12 " x24 " .
الحمولة الكهربائية: تلخيص امبير جميع الخلايا العاملة وضمان أن يتم تجهيز جهاز الكسر و الأسلاك بشكل صحيح.
:: توافق الرقابة: لدى معظم مرشحات التشغيل اتصال جاف أو وصلة وصل بينية من 4 إلى 20 ميغاواط للرصد عن بعد، وينبغي أن تعترف أداة نظام إدارة المباني أو إدارة الهياكل الأساسية لمركز البيانات بهذه الإشارات.

وإذا كانت وحدة التبريد أكبر سنا، فإن النظر في الاستعاضة عن وحدة المروحة/المرشح بكاملها بوحدة حديثة نشطة للتصفية تضم مراوح متكاملة بين المتغيرات السريعة، وتخفيض التكاليف التشغيلية.

1-3 تحديد التنسيب الأمثل

وينبغي وضع مرشحات نشطة في مجرى أي مرشحات سابقة للصوت (مثلاً، MERV -8 أو MERV - 11) لالتقاط جسيمات كبيرة قبل المرحلة النشطة، وفي وحدات CRAH، يمكن أن يكون النظام النموذجي هو: المرشّح الخارجي للأجهزة الرشاقة الجاهزة، أو المرشّحة العاملة، أو المرشّحة السائلة السائلة، أو المضخة السائلة.

النظر في إمكانية الوصول: يجب أن يكون لسكن المرشحات الناشط مكان لإزالة خلايا جمع التنظيف، والسماح على الأقل بـ 18 بوصة من التطهير في الجانب السفلي من أجل الخدمة الروتينية.

2- اختيار تكنولوجيا التصوير النشطة الصحيحة

2-1 المُستبدِلين الكهرباء

وتستخدم هذه المواد مجالاً مخففاً عالياً لتحميل الجسيمات، التي تجذب بعد ذلك إلى لوحات جمع محملة على نحو عكسي، ويمكن أن تستوعب أجهزة الإيبساط ما يزيد على 95 في المائة من 0.3 من الجسيمات المتوسطة الحجم في الهواء المكيف، ويمكن غسلها، مما يقلل من النفايات المستهلكة، وهي مثالية بالنسبة للمرافق التي تحمل حمولات جزيئية متوسطة، وحيث تكون الخسائر المنخفضة في الطاقة (0.1 إلى 0.3 في المائة.

2-2 المصورون النشطون المصممون على أساس التوحيد

ويطلق التأين من الأقطاب الثنائية أو نقطة الإبر من الأوعية الإيجابية والسلبية التي تلحق بالجسيمات، مما يتسبب في تجمعها أو سقوطها أو استيلاء عليها بواسطة لوحة لجمعية من أسفل المجرى، كما تشمل بعض الوحدات مرحلة كربون منشطة لإزالة التحلل الضوئي، وهذه المرشّحات تقلّ استهلاكها من الكهرباء ولكنها قد تحتاج إلى تدفق جوي مائي فعال.

2-3 وحدات إزالة الكلورة الفوقية من الغلاف الجوي العلوي والفولطية (PCO) ووحدات الأوزون

وبالنسبة لمراقبة البخار الميكروبي والكيميائي، فإن مصابيح التليفزيون المزودة بثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) تدمر الحمض النووي للبكتيريا والمولود بينما تُثبِّت الأورام الخماسية، وهي تُرشّح مُحدّداً منتجات ثانوية للأوزون، وهي أفضل ملاءمة لمراكز البيانات المكتبية - الجناح أو مواقع ذات رطوبة عالية (060 في المائة رهون) حيث يُعدّ فيها المولد هو مصدر قلق.

2-4 الأنشطة الهجينة + الأفلام الإعلامية

ويجمع بعض الصانعين خلية الكهروستاتيات مع مرشح وسائط الإعلام يمكن استبداله (مثلا، MERV - 14)، وهذا يوفر فائضا: إذا فشلت المرحلة النشطة، فإن وسائط الإعلام لا تزال توفر الحماية، والوحدات الهجينة أكثر تكلفة، ولكنها تبسط إجراءات الصيانة عندما يكون الوقت قد حان.

٣ - اجراءات التركيب - خطوة بخطوة

3-1 إعداد الأشغال وإغلاقها بأمان

الحصول على تصريح عمل إذا كان المرفق يُنفّذ إجراءات إدارة التغيير.
أغلق وحدة التبريد في لوحة الكسر داخل مركز البحوث الزراعية، تحقق من الصفر باستخدام عدة أمتار.
(د) أن يغلق / يقطع (لوتو) مصدر الطاقة لمنع إعادة الاندماج العرضية.
إشارة تحذير المكان في الجوار إذا كان مركز البيانات على الهواء، يقيد الوصول إلى الصف المتاخم للوحدة لتجنب حدوث تغييرات مفاجئة في درجة الحرارة.

3-2 إزالة الملفات الموجودة وتنظيف البنك

إزالة جميع المرشّحات القابلة للتصريف أو الدائمة من المصرف، ولا يستخدم الماء بالقرب من المكونات المزخرفة، ولا يستخدم جميع الأسطح لتنظيف الأجهزة الإلكترونية (المشروبات الكحولية أو المنظفات المميتة) في السكك الحديدية، ولا يستخدم الماء بالقرب من المكونات المزدحمة، ويسمح لجفاف جميع الأسطح تماما.

3-3 تركيب أجهزة ما قبل التمويل (إذا اقتضت الحاجة)

معظم المرشّحين النشطين يعملون على أفضل وجه مع جهاز مقياس مركب (MRV) أو جهاز مقياس ما قبل 11، وتركيب أجهزة جديدة للتصفيات في المسار الأعلى، وتكفل السهم في نقاط الإطار نحو الخلية العاملة، واستبدال أيّ خلايا غازية متضررة.

3-4 مواصلة الإسكان النشط للملفات

وعادة ما تكون مرشحات العمل من الطرازات المتحركة، وتضع الإطار في فتحة المصرف وتؤمن بقفل الكام أو الأصابع الموردة، وإذا كانت الوحدة مرشحة نشطة ذاتية السعة ذاتياً مزودة بإمدادات الطاقة المتكاملة، تُنشئ صندوق التحكم خارج مركز البحوث الحرجية الدولية باستخدام الأقواس المدرجة، وتتجنب وضع الإلكترونيات مباشرة في مجرى الهواء، ما لم تكن جميع الثغرات في تلك البيئة تمنع تسربها.

3-5 العناصر الكهربائية الموصلية

تشغيل كابل الطاقة من جهاز التصفية العالي التوليد بالطاقة الكهربائية إلى صندوق التحكم التابع للشركة، ورسم بياني لشركات الصانع - وهو عادة ثلاثة أسلاك: خط، محايد، أرض أرض أرضية.
ربط سلك الإشارة للرصد عن بعد (مثلاً، نقل أجهزة الإنذار لكشف الستار أو الحرق) - تشمل مرشحات نشطة كثيرة الاتصال الجاف الذي يفتح عندما تتطلب خلية التجميع تنظيفاً أو إذا حدث قوس.
وإذا ادمجت مع نظام إدارة المباني، فإنها تربط ناتج 4-20 ميغاواط (إذا كان متاحا) بنموذج مدخل مدوّن.

دائماً ما تستخدم المكسرات اللاسلكية أو موصلات الوجوه داخل صندوق التقاطعات، تأكد أن السلك مُثقل ولا يلمس الشرائح الساخنة أو شفرات المعجبين

3-6 إغلاق جميع الاتصالات ودوكت ليكز

وحتى تسرب الهواء الصغير الذي يتجاوز المرشّح يمكن أن يقلل من كفاءة التصفية بنسبة 50 في المائة أو أكثر، واستخدام شريط الألومنيوم أو الرماد على قماش النقال، وفيما يتعلق بالخلايا الناشطة النموذجية، تركيب الغاز الرغاوي المحتوي على كل خلية، والتحقق من سلامة الفقمة باستخدام قلم رصاص أو مقياس رقمي بقراءة مختلفة عن سعر الصرف الصحي المقبول.

3-7 إعادة إنشاء السلطة وإنشاء النظام

إزالة أجهزة الخزنة/العدوى واستعادة الطاقة لوحدة كرايا.
انعطفوا على المروحة بسرعة منخفضة أولاً استمعوا إلى أصوات غير عادية من الرش أو السطو من الرش النشط
زيادة سرعة المعجبين إلى المستوى التشغيلي: قياس انخفاض الضغط الثابت عبر مصرف التصفية باستخدام مقياس قياسي، مقارنة بمواصفات الصانع (من الناحية المثالية 0.1 إلى 0.3 في المائة في حين أن التطهير كان نظيفا).
تفعيل الطاقة الكهربائية العالية التطويع معظم الوحدات لديها جهاز كهرباء خضراء يشير إلى الطاقة الكهربائية وجهاز كشف الاشتعال
استخدام مضاد للجسيمات اليدوية لقياس عد الجسيمات في أسفل المجرى (0.5 ميكروغرام و5 ميكروغرام) وينبغي أن تكون كفاءة التموين 95٪ عند 0.3 ميكروم بالنسبة لجهاز إيسب أو أيون مركب على نحو سليم.
(ج) إزالة الغازات المكشوفة عند الاقتضاء: استخدام أنبوب ملوث باللون أو جهاز استشعار الكهروكيميائي للغازات المستهدفة (مثلاً، ثاني أكسيد الكربون).

توثيق جميع القراءات الأساسية: الضغط المتمايز، والتدفق الجوي، وإحصاءات الجسيمات، والسحب الحالي، وحالة نقل الإنذار، وإنقاذ هذه المواد في سجل التكليف من أجل المقارنة في المستقبل.

4 - أفضل الممارسات في مجال الأداء المستمر

4-1 وضع جدول أعمال للنفقة

ويحتاج مرشحو الوصلات النشطة إلى اهتمام أكثر تواترا من المرشّحات السلبية، إذ إن فترة التنظيف الموصى بها من المصنع تتراوح عادة بين 3 و6 أشهر، ولكن هذا يختلف بتحميل ملوث، ويضع جدولا يستند إلى اتجاه الضغط المتباين المقاس - ينظف خلايا التحصيل عندما يرتفع الرقم القياسي 0.2 في حين يزيد خط الأساس.

Daily]: Review BMS alarms for spark detection or over-current. check for unusual noises or odors.
Weekly]: Inspect the pre-of-filter; replace when dirty (usually monthly in dusty environments).
Monthly]: Clean ionization wires and collection plates of ESP units with a soft brush and compressed air, followed by a wash in warm water and mild detergent. Rinse thoroughly and dry completely before reinstalling.
Quarterly]: اختبار الناتج العالي التطوّر مع اختبار عالي التطوّر لضمان أن يكون في المواصفات (عادة 4-8 كيلوفولت) يستعاض عن أي وحدة من وحدات البيوتادايين السداسي الكلور إذا انخفض الناتج بنسبة 20 في المائة.
Annually]: يستعاض عن مصابيح التحلل فوق البنفسجية (إذا انطبقت)، وتنظيف الفحم المبرد (الذي قد يكون له فيلم متراكم من المنتجات الثانوية للأوزون للمرشيح)، ومجسات الضغط الرجعية.

4-2 تدريب الموظفين على التعامل والسلامة

وتُعرض العناصر ذات التأثير العالي مخاطر صدمات خطيرة حتى عندما تُفصل الكهرباء - يمكن للمكثفات أن تخزن الشحنات بعد إغلاقها بدقائق.

التحقق من التصريف باستخدام أداة للتفريغ المقاومة أو عصا أرضية مصممة للمركبات.
تقنيات التنظيف السليم: لا تستخدم المنظفات الاصطناعية على اللوحات؛ وتتجنب المياه المفرطة على أجهزة التحكم الإلكترونية.
طرق رفع صحيحة - بعض القشور الدامغة النشطة تزن أكثر من 30 مللي.
الاعتراف بالذرة: قد يشير الإزدهار إلى سلك مُحطّم؛ وقد يعزى الارتفاع المتكرر إلى الرطوبة التي تزيد على 80 في المائة من الـ RH أو خلية مناظرة.

4-3 استخدام أجهزة الاستشعار والتألق لرصد تدهور التربة

ويمكن أن تتدهور المرشّحات النشيطة تدريجيا؛ ويمكن أن تفوت عمليات التفتيش اليدوية علامات الإنذار المبكر، إذ أن تركيب جهاز إرسال للضغط (0-1 في كل سنة) عبر مصرف التصفية وبيانات تسجيل المركبات إلى نظام إدارة المباني.

ويقدم العديد من صناعات التصفية النشطة أجهزة التحكم المترابطة باليو تي التي تعدل تلقائياً سرعة المعجبين أو دورات التنظيف، وتقيّم هذه الدورات لخفض العمل اليدوي.

4-4 الحفاظ على بيئة نظيفة حول الأفلام

وينبغي إبقاء المنطقة التي تقع في أعلى مجرى بنك التصفية نظيفة مثل المساحة المتدفقة، وتجنب صناديق بطاقات التخزين، أو مواد التعبئة الخواديم، أو البطاريات الليثيومية بالقرب من متناولات CRAH - هذه الألياف المرفأة ومركبات التفريغ التي تحمل مقياساً نشطاً قبل الأوان، وتنفيذ سياسة بشأن الزون النظيفة: عدم وجود غذاء أو مفارز، واستخدام ماس ملصقات في التنظيف عند الدخول،

5- حالات الاختلال المشتركة وكيفية تجنبها

5-1 عدم كفاية التصميم الكهربائي

ويقلل الخطأ المتكرر من حجم جهاز قياس السلك أو الكسر في تيارات الرش العاملة، وقد ترسم أجهزة التصفيف العاملة ٢-٤ مرات التيار الاسمي لبضعة ملي من الثانية أثناء بدء التشغيل، وتستخدم جهازا زمنيا )مطلوعا( و ١٢ جهازا من أجهزة الاتصال بالوحدات التي ترسم أكثر من ٥ ألف متواصلا، وتتابع دائما المادة ٦٤٥ من اتفاقية نيو سي بشأن معدات مراكز البيانات.

5-2 تركيب ملفات عاملة في المناطق السفلية أو الخلفية

وتتوفر للمرشحات النشطة اتجاه محدد للتدفق الجوي، وسيؤدي تركيبها إلى تراجعها إلى تيار، وإلى ضعف كفاءة التحصيل، وإلى إلحاق أضرار محتملة بدائرة التطويق العالية، وكثيرا ما يكون السهم الذي يتجه نحو التدفق الجوي مثقوبا بالإطار؛ والتحقق من ذلك قبل الانزلاق إلى المسار.

5-3 الحد من الرطوبة والتزمت

ومعظم مرشحات العمل (وبخاصة في نظام الأفضليات المعمم) لديها نطاق تشغيلي موصى به يتراوح بين 40 و80 درجة شرقا (5-27 درجة مئوية) و20-80 في المائة من الرش العالي (أي ما يزيد على 85 في المائة) يمكن أن يسبب تسرباً للكورونات وربما تكون قصيرة، وإذا كان مركز البيانات يعمل برطوبة مرتفعة لبعض الفترات (مثلاً أثناء أسلوب الاختراق) فإنه ينظر في استخدام مادة مرش

5-4 ليس مسارات السيرلينغ بايب

وحتى وجود فجوة صغيرة حول إطار التسريح يمكن أن يتيح طائرة عالية السرعة من الهواء غير المسلّح لتجاوز المرحلة النشطة، ويستخدم دائماً البنزين ويفحص الفقمة بصرياً، ويوصى بإجراء اختبار للدخان أو تعقب الأنيميتر الحراري أثناء العمل.

6- قياس الفعالية - مؤشرات الأداء الرئيسية

لتبرير الاستثمار في مرشحات نشطة، تتبع هذه القياسات كل ثلاثة أشهر:

]Filtration efficiency]: Compare upstream and downstream particle counts at 0.3 -0.5 chlorm. Target 95% removal.
إجازات الضغط ]: ينبغي أن تبقى في حدود 0.1-5 في دورة التنظيف، وقد يشير الانخفاض المفاجئ إلى خلية تجميع متصدعة؛ ويدل ارتفاع بطيء على التحميل.
strong ⁇ Corrosion rate/strong ⁇ : If corrosion coupons show G2 or higher (ISA‐71.04), the filtration is not adequate for long-term server reliable. Typical G1 target for data centers is 300 A/month of silver corrosion.
]Energy consumption: The fan power required to overcome the filter’s pressure drop contributes to the power usage effectiveness (PUE). A well —maintained active filter adds about 0.001-0.003 points to PUE; a loaded filter can add 0.01–0.02. Monitor PUE before and after installation to quantify savings.

For more detailed benchmarksing, refer to ASHRAE’s Particulate and Gaseous Contamination in Data Centers] white paper and the Uptime Institute’s Preventing Data Center Corrosion.

7- تحليل التكاليف والفوائد ودراسة حالات الاسترداد

وقد حل مركز بيانات متوسط الحجم (حمولة تكنولوجيا المعلومات المتعددة الجنسيات) بـ 20 وحدة من وحدات مركز البحوث الحرجية الدولية محل تصفية وسائط الإعلام MRV15 بمرشحات نشطة لنظام الأفضليات البيئية، وبلغت الاستثمارات الأولية (الوحدات، التركيبات، والارتقاءات الكهربائية) 000 45 دولار، وجاءت الوفورات السنوية من:

انخفاض تكاليف شراء أجهزة تصفية وسائط الإعلام والتخلص منها: 000 8 دولار في السنة (التي كانت مرشحات وسائط الإعلام تستبدل كل ثلاثة أشهر؛ وتنظف الخلايا العاملة في الموقع).
تناقص طاقة المعجبين: كان انخفاض الضغط النظيف للمرشح 0.15 في المائة، أي أقل من مرشحات المركب المركب المركب (MRV) المحملة، مما وفر الكهرباء بحوالي 500 3 دولار في السنة.
مدى عمر الخادم الموسع: انخفضت معدلات التآكل من فئة G2 إلى فئة G1، مما أرجئ تكاليف استبدال المعدات المقدرة بمبلغ 000 50 دولار على مدى 4 سنوات.

فترة استرداد الأجر: حوالي 18 شهرا، وبعد ذلك، يتمتع المرفق بوفورات سنوية صافية تزيد على 000 15 دولار، وإذا واجه مركز البيانات الخاص بك عمليات استبدال متكررة للمرشحين وفشل متصل بالتآكل، فإن حالة الأعمال التجارية تعزز.

8- التكامل مع إدارة الهياكل الأساسية لمركز البيانات وإدارة المباني

ويمكن للمرشحات الحديثة العاملة أن تتواصل عبر مودبوس أو BACnet أو مدخلات رقمية بسيطة، وتؤمن بدائرة إدارة المباني لتلقي هذه البارامترات:

وضعية التصوير (النظيف/الغطاء) على أساس الوقت أو الضغط التفاضلي.
جهاز إنذار كشف سريع (يبين الأضرار المحتملة للمعدات أو مخاطر الحريق).
ساعات عمل وارتفاع درجة الحرارة في أو خارج الولاية

استخدام هذه البيانات لتنظيف السيارات للتذكير: إذا كان المرشح يركض لمدة 000 2 ساعة دون علم تنظيف، أرسل تذكرة إلى فريق المرافق، وبالنسبة للمعسكرات الكبيرة، يدمج صحة الأجهزة في لوحة للتشغيل حسب الأولوية في الصيانة عبر المباني.

9- الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات المتقدمة

(ب) يجري البحث في مرشحات نشطة تعمل على تنظيف النفس تستخدم طائرات من طراز قاذفة للهبوط لتفكيك الغبار المجمّع؛ ويعرض العديد من المصنّعين الآن على وسائل جمع معززة للكربون تعزز الاحتفاظ بالشحنات الكهروستانية، وتحسن الاستيلاء على جسيمات من طراز دون - 50 ملم.

10 - خاتمة

ويتطلب تركيب مرشحات نشطة في نظم التبريد في مراكز البيانات تخطيطا دقيقا وتنفيذا دقيقا ويقظة مستمرة، وفي أعقاب أفضل الممارسات المبينة في هذا الدليل، فإن التكامل الكهربائي السليم، والاختتام الدقيق، ووضع جدول زمني للتعهد يقوم على البيانات يحمي المعدات وكفاءتها، ومع دفع مراكز البيانات إلى زيادة الكثافة التشغيلية، وعدم استمرار وجود ضمانات كافية.

وللقراءة الإضافية، انظر دليل الرابطة المعنون " نظم ومعدات " (HVAC Systems and Equipment) (Chapter on Air Cleaners) ومعهد التأقلم Data Center Air Quality Best Practices].