Table of Contents

אימפולס השליטה של Vibration במרכז הנתונים Cooling Infrastructure

מרכזי נתונים מודרניים מייצגים את עמוד השדרה של הכלכלה הדיגיטלית, דיור אלפי שרתים, מערכות אחסון וציוד רשתות.הניהול התרמית של מתקנים אלה אינו ניתן להשגה: מערכות קירור חייבות לפעול ברציפות כדי לנתק את החום העצום שנוצר על ידי עומסים מותאמים.עם זאת, הרכיבים המכניים שמניעים את פתרונות בטיחות קירור ודימום; פעלולים, משאבות, דחוסים, קירור, ומגדלים ואביזרים; הם בעלי ידע פנימי; הם בעלי יכולת גבוהה של מקורות אלה, אשר אינם מעצימות, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, מתחומים, החלים, החלים, החלים, מתחומים, מונעים על ידי בטיחותיים, מתחומים, מתחומים, מתחומים, החלים על ידי בטיחותיים, והופכים לשרירים, ומניעים, החלים, והופכים לשרירים, החלים, החלים, החלים, יישומים מכניים, והופכים לשרירים, החלים, יישומים מכניים, לשרירים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, החלים, לחפש פתרונות אבטחה, החלים, החלים, החלים, כגון אבטחה, כגון אבטחה

מאמר זה בוחן את המקורות וההשלכות של רטט במערכות קירור במרכז הנתונים, חוקר את הטכנולוגיות החמצות האחרונות בעומק, ומספק הדרכה מעשית לשילוב פתרונות אלה למתקנים חדשים וקיים.על ידי הבנת הפיזיקה של שליטה ברטט ואת האתגרים הספציפיים של ארכיטקטורות קירור מודרניות, מהנדסים יכולים לקבל החלטות מושכלות שמגנות על ציוד ההון וייעלות ביצועים תפעוליים.

הבנה מקורות מידע במרכז נתונים

הווייברציה מתעוררת בכל פעם שמכשירים מסתובבים או מתחדשים נמצאים. במרכז נתונים טיפוסי, ניתן לחלק ציוד קירור למספר קטגוריות, כל אחת עם חתימות רטט נפרדות.

מעריצים ומשורפים

מעריצים מגניבים, בין אם בחדר המחשב מטפלים אוויריים (CRAHs), מצבי אוויר בחדר המחשב (CRACs), או אוהדי שרת, פועלים במהירויות סיבוביות החל מכמה מאות עד כמה אלפי RPM. Imמאזן ב להבים מעריצים, ללבוש, או אווירודינמיקה לייצר רטט רחב המועבר באמצעות דיור ומעריצים מתפתלים.

מערכות הידרוקוליות ו-hydrulic Systems

משאבות מים צ'ילידים, משאבות מים מלוכדות, וחבילות משאבה גליקול נפוצים במרכזי נתונים נוזליים-קולקים. משאבות אלה לייצר רטט מחוסר איזון, משיכה וכוחות מונעים מנועים.בנוסף, תנודות לחץ בצנרת עלול לגרום רטט שנולד נוזל כי מחפיר קירות צינורות הרץ ותומכת.ה בתדרים במשאבות הם לעתים קרובות נמוך יותר מאלה של מעריצים (בדרך כלל 10ash) ו- 1060; דורש גישות לחות שונות;

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

קומפרספרס, במיוחד במערכות קירור ישירות (DX) וצמרנים, לייצר רטט נמוך סיבולת מקווינס המתקדמים או מחזורי דחיסה. מצמררים גדולים של צנטריפוג עשויים להציג רטט במספרים של המהירות הסבבית, כמו גם תנודות מושרה על ידי הסגת עקב תנאי עומס חלק.

מגדלי קירור וקודנרס

מגדלי קירור בחוץ וקרקרים יבשים מכילים מעריצים גדולים ומערכות הפצה מים. Wind טעינה והתחדשות מבנית יכול להגביר את הרטט, במיוחד כאשר מגדלים רכובים על מבנים קלים יותר גג.הרט ממגדלי קירור מועבר לעתים קרובות דרך מסגרת הבניין, המשפיע על סביבות פנימיות של אולמות נתונים.

הבנת התוכן, גודל וכיוון הרטט לכל מקור הוא הצעד הראשון לבחירת הטכנולוגיה המתאימה ללחות:0ASHRAEveFLT:1 מספק הנחיות לרמות רטט מקובלות בתשתיות מרכז נתונים, שמשמשות כבסיס למטרות עיצוב.

נבואות של אלימות בלתי מבוקרת

כשל בטיפול ברטט במערכות קירור יכול להוביל לתוצאות מזיקות, שכל אחת מהן פוגעת באמינות מרכז הנתונים ויעילות עלות.

ציוד Degradation

רטט מתמשך מאיץ את עייפות הנושא, משוחררים מזרז, וגורם חוסר הבנה של הפיכה וחגורות.בציוד קירור, זה מתורגם לצמצום תוחלת החיים של מעריצים, משאבות, ומדחסמכים, תדירות תחזוקה מוגברת וזמני השבתה לא מתוכנן. עבור ציוד IT הסמוך, אפילו רטט ברמה נמוכה יכול להגדיל את שיעור הכישלונם של כונן קשיח וליצור micro-tures הנמכרים במפרקים של שרתי תיבות של אמהות.

רעש אקוסטי

ויברציה תורמת ישירות לרדיו רעשים.מערכות קירור במרכז הנתונים הן לעתים קרובות מקור הרעש הדומיננטי במתקן. רעש מוגזם לא רק יוצר סביבת עבודה לא נעימה עבור צוות תפעול, אלא גם יכול להפר את צווי הרעש המקומיים למתקנים בתחנות בתערובת או אזורי מגורים.The FLT:0OSHA מגבילים את גבולות החשיפה לרעשי שמיעה 1:1 דורש מעסיקים ליישם תוכניות שימור כאשר רמות גבוהות יותר מ-85 שעות עבודה; לעתים קרובות מעבר לאזורים מבוקרים;

עייפות מבנית

במשך חודשים ושנים, רטט מתמשך יכול לגרום לעייפות סדק בסדקים בטון, מבני תמיכה פלדה, ו תלושים דליפים.זה יכול להוביל לתיקוני מבניים יקרים, ובמקרים קיצוניים, להוות סיכון בטיחותי.

אובדן אנרגיה

רטט הוא סימפטום של חוסר יעילות מכנית. מאוורר או משאבה רוטטת ככל הנראה פועל על גבוה יותר מאשר חיכוך נושא הכרחי או חווה זעזוע זרימה. Reshoot רטט לעתים קרובות להפחית את צריכת החשמל, מה שהופך פתרונות לחים תורם עקיף למרכז הנתונים שיפור PUE.

Innovative Vibration Damping Technologies: Aמפורט בבדיקה

הטכנולוגיות הבאות מייצגות את קצה חיתוך של שליטה רטט ביישומים קירור במרכז הנתונים.כל אחד מציע יתרונות נפרדים בהתאם לתדירות הרטט, העומס, ומגבלות החלל.

הר געש ואסולרים

הרפסים Elastomeric משתמשים בגומי או elastomers סינתטי (כגון ניאורמין, EPDM, או סיליקון) כדי לספוג ולפרק אנרגיה רטט באמצעות היסטריה פנימית.ההההרים האלה זמינים בטווח רחב של ערכים קשיחים ויכולות העומס, מה שהופך אותם מתאימים לאוהדים, משאבות, ומדחסמחסמחסמכים קטנים.

  • (FLT:0)Materials: FLT:1 גומי טבעי מציע גמישות מעולה אבל דצינות באוזון ובנפט. Neoprene ו- EPDM מועדות לסביבות מרכז נתונים מקורה בשל התנגדותם לחות וחשיפה כימית קלה.
  • (FLT:0) שיקולים של עיצוב: ⁇ FLT:1; הרפסים Elastomeric יעילים ביותר בהורדת תדרי רטט מעל התדר הטבעי שלהם (בדרך כלל 10 –30 הרץ) ההשתקפות הסטטית תחת העומס קובע את התדר הטבעי; סטיות גבוהות יותר מניבות תדר טבעי נמוך יותר ובודד טוב יותר של רטט נמוך.
  • (FLT:0) Advantages: FLT:1 פשוט להתקין, ללא תחזוקה, קורוזיה-resistant, וחסכוני.הם גם מספקים רמה קטנה של לינה לא נכונה.
  • (FLT:0) התחייבויות: 1.10.10.1 לא מתאים לתדרים נמוכים מאוד (נמוכים 5 הרץ) או מכונות כבדות; הם יכולים לשדר רטט בהתחדשות אם לא נבחר כראוי.

Tuned Mass Dampers (TMDs)

מטלית מסה (לעתים קרובות צלחת פלדה או בלוק בטון) המצורפת למבנה רוטט באמצעות מעיינות ולח (בדרך כלל לחיקת נוזל מוליך או אלמנט אלסטומרי) TMD מכוון לתדירות הספציפית של מקור הרטט, כך שתנועת הלחיר מתנגדת לתנועת המבנה, ביטול הרטט בתדר זה.

  • (FLT:0)שכפולים במרכזי נתונים:FreaLT:1 , TMDs משמשים בדרך כלל עבור יחידות צמרון גדולות, אוהדי מגדל קירור, וריצוף לוחות שבו ניתן לזהות תדר מסוים resonant.
  • עקרונות עיצוב:0 (איור 1:1) יעילותו של TMD תלויה ביחס המסה (מסה דגימה למסה מבנית), היחס המחץ, ואת הדיוק של תדירות כוונון.
  • (FLT:0)Advantages: יעילות גבוהה של בעיות חד-פעמיות, תחזוקה נמוכה (לא העברת חלקי מגע בעיצובים רבים), ואין צורך בכוח חיצוני.
  • (FLT:0) התחייבויות:001 בלתי יעיל עבור רטט פס רחב או כאשר תדירות דומיננטי משתנה (למשל, עם כונן במהירות משתנה) הם גם להוסיף משקל ודורשים הבהרה לתנועה.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

כריות בידוד הם גליונות שטוחים של חומר רפלקטיבי ממוקם ישירות מתחת לרגלי ציוד או בסיסים שלמים של מכונה.הם זמינים בתערובת cork / רולר, קצף תאים סגורים, ופולימרים מקיפים מיוחדים. כריות אלה לעבוד על ידי decouping הציוד מן הרצפה, מניעת שידור רטט דרך המבנה.

  • (FLT:0)Types:FLT:1; כריות Cork-rubber נפוצים עבור מכונות כלליות; הם מספקים יכולת טובה של עומס, אבל לחות מתון. swoelastic כריות (למשל, סורים) מציעים פירוק אנרגיה מעולה על פני טווח תדר רחב, כולל רעש גבוה מבנה.
  • (FLT:0) שיקולים של אינטואיציה: FLT:1 Pads חייב להיות בגודל כדי לדחוס תחת משקל הציוד להשתקפות מסוימת (בדרך כלל 10 – 30% של עובי) או שיעול ללא אחיד יכול להפחית יעילות.
  • (ב) [ה]ההתונות: [ה][דרוש מקור]] [ה] [ה]] [ה]]] [ה]], קל מאוד ל רטרופיט, אין שום חלקי מכני, ולספק מחסימת שבר ולחות תרמיים.
  • (FLT:0) התחייבויות: בידוד מוגבל 1:1 עבור תדרים נמוכים; כריות יכולות לדחוס לצמיתות לאורך זמן, הפחתת הביצועים.הם עשויים גם לאפשר שידור רטט אופקי אם החיכוך אינו מספיק.

מערכות DAMING

שחיקה פעילה, הנקראת גם שליטה פעילה ברטט (AVC), מעסיקה חיישנים (accelerometers) כדי למדוד את הרטט בזמן אמת.בקר מעבד אותות אלה ומניע את הפעולות (בדרך כלל אלקטרומגנטיות או פיזיואלקטריות) כדי ליצור כוחות אשר מבטלים את הרטט. טכנולוגיה זו מושאלת מאווירה ותהליכי ייצור דיוק וכעת הוא מוצא את דרכו לתוך קירור מרכזי נתונים.

  • (FLT:0)Components:FLT:1 חיישנים מערך, בקר בזמן אמת (DSP או FPGA מבוסס), מגברי חשמל, ומבצעים.הפועלים יכולים להיות ממוקמים ישירות על הציוד המתפתל או על המבנה התומך.
  • (FLT:0) אסטרטגיות של ניהול:FLT:1 בקרת משוב (למשל, PID או LQG) מניעים פועלים כדי להפחית את הרטט במקומות החיישן.
  • (FLT:0) Advantages:FLT:1 יעיל עבור תדרים רחבים וזמניים (ide for Vari-speed קירור Systems) ניתן לסגת ללא שינויים מבניים גדולים. Achieves מאוד גבוה בעצימות גבוהה (בדרך כלל 20 –40 dB בתדרים מבוקרים).
  • (FLT:0) התחייבויות: 1FLT עלות ראשונית גבוהה יותר, דורש חשמל, עשוי להציג בעיות יציבות אם לא מתאים כראוי. Reliability ותחזוקה של פועלים ואלקטרוניקה בסביבות קשות (אבק, לחות) יש לשקול.

פתרונות היברידיים

מהנדסים רבים במרכז נתונים משלבים כיום טכנולוגיות לחות מרובות לביצועים אופטימליים.לדוגמה, הר אלסטומרי יכול לשמש כמתמר העיקרי עבור משאבה, בעוד לחל פעיל קטן מטפל רטט נמוך דיסלקציה שגרואלי לא יכול לטפל. אסטרטגיה נפוצה אחרת היא להציב כריות בידוד על משטח הרצפה מצויד גם עם זרם TMD פסיבי עבור reson מבני.

דרישות יישום עבור מרכזי נתונים

בחירת הפתרון הנכון לחבית דורש יותר מחיפוש קטלוג.הגורמים הבאים חייבים להיות מוערכים עבור כל רכיב קירור.

ניתוח תדירות וספקציה

לפני שמציין כל מוצר לחות, המהנדס צריך למדוד או להעריך את התדרים הדומיננטיים של הציוד בתנאים רגילים התפעוליים.עבור ציוד חדש, נתוני היצרן לעתים קרובות מספק ספקטרום תדר.עבור רטרופיטות, מדידות מאינטרולמטר הם הכרחיים.פתרון לחות חייב להיות תדר טבעי טוב יותר למטה (על ידי לפחות גורם של 2 –3) תדירות הציטוט הנמוך ביותר כדי להשיג בידוד יעיל.

המונחים: Static Deset

לכל אלמנט לחות יש טווח עומס מדורג. overloading a גומי גורם לתחתית, שבו דחיסות גומי באופן מלא ומאבד בידוד. underloading משאיר את ההר נוקשה מדי, משדר רטט. יצרנים לספק עקומות עומס; הדה סטטית ירידה במשקל הציוד צריך להיות בטווח המומלצת (לעתים קרובות 0.25 –0.5 אינץ 'מ עבור בידוד נמוך ⁇ ).

מבנה קומה והתחדשות

רצפות מרכז נתונים, במיוחד רצפות גישה מועלות, יש תדרים חוזרים משלהם.מערכת בידוד רטט חייב לא זוג עם ריצוף resonance, אשר יכול להגביר את הרטט ולא להפחית אותו.במקרים מסוימים, טיפול הרצפה (כמו לחות מחוספס) להוסיף לוחות הרצפה עצמם.זה הופך חשוב במיוחד במרכזי נתונים רב קומות שבו ציוד קירור ממוקם על רצפות העליונות.

גורמים סביבתיים

טמפרטורה, לחות וחשיפה לכימיקלים (למשל, דליפות קירור, סוכני ניקוי) יפחיתו חומרים מסוימים לחות.סיליקון ו-EPDM הם בדרך כלל עמידים יותר מאשר גומי טבעי. אלקטרוניקה לחה Active חייב להיות סגור במכלים המתאימים של NEMA או דחוס IP אם רכוב ליד מים או ציוד חיצוני.

דרישות סיי

באזורי סיסמי, ציוד קירור חייב להיות מכוונן למנוע מזחלות או לטבול במהלך רעידת אדמה. Vibration isolators יכול להפחית באופן בלתי נמנע את איפוק הסיסמי אם לא תוכנן בשילוב של צמחים סיסמיים / דגימה. יצרנים רבים מציעים מורדים באביב עם חרטות ממושכות בנויות בסרום המאפשרות בידוד אנכי תוך הגבלת זמן מאוחרת יותר במהלך אירועים סיסמיים.

יתרונות של סכרת ויברציה מקיפה

יישום טכנולוגיות לחות שתוארו לעיל מניב יתרונות מוחשיים על פני ממדים מרובים של פעולות מרכז נתונים.

  • (FLT:0) העברת חיי ציוד: FLT:1 על ידי צמצום עייפות מכנית, ללבוש, ושחרר מהיר, ציוד קירור דורש פחות תחליף תכופים ותיקון.זה מפחית ישירות את הוצאות ההון על מחזור חיי המתקן.
  • חשיפה לרעש:0 (FLT:1 במקרים של ציוד קירור, רמות רעש יכולות לרדת מ-85 – 90 dBA עד מתחת ל-75 dBA, שיפור נוחות הצוות וציות לסטנדרטים של בטיחות הכיבוש.
  • (FLT:0) שיפור יציבות המערכת: FLT:1; פעולה ללא היסוס מאפשרת צ'ריפים, משאבות ומעריצים לשמור על ביצועים עקביים יותר, צמצום תנודות הלחץ ושיפור בקרת הטמפרטורה.זה תורם לחתיכות תרמיות יותר וסיכון נמוך יותר של כתמים חמים.
  • (FLT:0) יעילות האנרגיה הגבוהה יותר: FLT:1 פחות רטט פירושו פחות אובדן חיכוך בנשאות ורכיבים רוטטים. עבור מעריצים במהירות משתנה, פעולה יציבה מאפשרת למערכת הבקרה לפעול במהירות המדויקת הנדרשת, ללא שולי בטיחות אשר מהווים את היעילות המושרה של הרטט.
  • (FLT:0) טוהר נתונים טוב יותר: 1FLT) רטט הרצפה מופחת מגן על כונן דיסק קשיח ואלקטרוניקה רגישה אחרים משגיאות מושרה רטט, אשר קריטי עבור מסחר גבוה, שרתי מסד נתונים, ומערך אחסון.

מגמות עתידיות ב-Virbration Damping for Data Center Cooling

כאשר מרכזי נתונים מתפתחים לכיוון דחיות גבוהות יותר, קירור נוזלי, פריסות קצה, רטט לחות חייב להתאים.

דיאם חכם עם אינטגרציה

מערכות לחות Active הופכות ליותר חכמות.על ידי שילוב עם מערכות ניהול בנייה (BMS) וניהול תשתיות מרכז נתונים (DCIM) פלטפורמות, לחצנים חכמים יכולים להתאים את התגובה שלהם בהתבסס על עומס קירור בזמן אמת ומצב ציוד.לדוגמה, ניתן לתקן את TMD במהלך תקופות של רטט נמוך כדי לחסוך כוח, או לחיר פעיל יכול באופן אוטומטי להיות calib לאחר אלגוריתמים חיזוי יכול להשתמש בנתונים לפני הפעלתיים.

מטא-חומרים ופוסטוסטטים מתקדמים

מחקר לתוך metamaterials אקוסטי הפיק מבנים שיכולים לחסום תדרי רטט ספציפיים באמצעות resonances פנימיים מונדס, מבלי להוסיף מסה משמעותית. בעוד עדיין לוחות ניסיוניים, מורכבים ועלויות באמצעות resonators מקומיים עשויים להיות מעשי עבור יישומי מרכז נתונים בעשור הבא, המציע פס רחב, לחות קלה.

שילוב עם Direct-to-Chip נוזל קירור

מערכות קירור נוזליות, במיוחד אלה המשתמשים בנוזלים דיאלקטריים ו-reshed Refrigerant, מציגות מקורות רטט חדשים משאבות מהירות קטנות ומיקרו-ערוצים.גורמי הצורה הקטנים של רכיבים אלה דורשים לחי מיניאטים (למשל, מיקרו-הרנטיות סיליקון או קולטנים המוניים מכווננים על צלחות החלפת חום).

מסקנה

ויברציה במערכות קירור מרכז הנתונים אינה רק קצבה ומדהימה; זהו איום על אמינות ציוד, יעילות אנרגיה ובטיחות מקום העבודה. הפתרונות המלחמים החדשניים זמינים כעת, מתחנות אקולוגיות פשוטות ועד מערכות בקרה אקטיבית מתוחכמת, לספק ספקטרום של אפשרויות שניתן להתאים לכל טכנולוגיה קירור.

[ה] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]] [ה]]], [ה]], [ה]], [ה]]ההההההה'], [ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[