Как оптимизировать первичные системные слои для ограниченных по пространству сред

Ключевые стратегии оптимизации макетов

Вертикальная интеграция

Максимально увеличить кубическое пространство за счет использования вертикальных зон. Используйте сверхпрочные стеллажи, стоек системы и мезонинные структуры, чтобы разместить менее часто доступного оборудования накладные расходы. Например, в сетевом оборудовании, патч-панели и переключатели могут быть установлены на стене установленные 2-пост стойки над основным оборудованием залива, освобождая площадь пола для более крупных ИБП блоков. Убедитесь, что вертикальные стойки прикреплены к структурным стенам для удовлетворения сейсмических кодов (IBC 2018, CEC). Также рассмотреть вертикальные кабельные менеджеры, которые поддерживают пути организованы без засорения напольных корыток.

Модульные и масштабируемые проекты

Модульность позволяет начинать с макета ядра и расширяться по мере роста потребностей, без серьезной переделки. Выберите компоненты, установленные на стойке или шкафах, которые могут быть добавлены в дополнительные блоки. В центрах обработки данных модульные ИБП, распределение мощности и охлаждающие блоки (например, охлаждение на основе строк) позволяют масштабировать без жертвенного пространства. Стандартизированные размеры модулей упрощают будущие реконфигурации и уменьшают время простоя во время обновлений. Всегда проектируйте по крайней мере 20% будущего расширения в первоначальной компоновке - это может быть зарезервировано пространство или отсутствовать в кабельных лотках и электроавтобусах.

Компактное и многофункциональное оборудование

Выберите оборудование, которое служит нескольким целям или имеет меньший размер. Например, все-в-одном HVAC-блоки, которые сочетают в себе отопление, охлаждение и контроль влажности, устраняют отдельные катушки и компрессоры. В электрических комнатах выберите распределительные устройства со встроенным счетчиком и защитой от перенапряжения, а не добавляйте отдельные панели. Центры управления двигателем (MCC) с подключаемыми модулями уменьшают количество автономных корпусов. Всегда просматривайте таблицы данных для физических размеров и требований к клиренсу перед покупкой.

Эффективное управление кабелем и маршрутизацией

Плохое управление кабелем быстро превращает хорошо спланированную компоновку в загроможденное, дезорганизованное пространство. Внедряйте структурированные кабельные пути: верхние кабельные лотки, провода и вертикальные лестницы для силовых кабелей; раздельные волоконные и медные маршруты; и схемы маркировки на TIA-606-C. В плотных корпусах используйте тонкие кабели-патчи (28 AWG) и кабельные менеджеры с пальцами, которые маршрутизируют кабели боком. План для рабочих петель, позволяющих перемещать оборудование без отключения. Управление кабелем также улучшает воздушный поток - стандартные рекомендации рекомендуют поддерживать по крайней мере 6 дюймов клиренса под поднятыми полами и за стойками для охлаждения путей.

Инструменты моделирования и планирования макетов

Современные программные средства значительно сокращают догадки. Используйте платформы информационного моделирования зданий (BIM) (например, Autodesk Revit, Trimble SketchUp) для создания 3D-моделей пространства и оборудования. Интегрируйте обнаружение столкновений, чтобы избежать механических / электрических конфликтов на ранней стадии. Вычислительная динамика жидкости (CFD) моделирование - доступное в таких инструментах, как Ansys Icepak или Siemens Simcenter - модель воздушного потока и теплового распределения, помогая оптимально позиционировать охлаждающие блоки и вентиляционные отверстия. Многие производители предоставляют цифровые двойники своих продуктов (например, EcoStruxure ] Schneider Electric, позволяя виртуальную валидацию перед физической установкой.

В условиях ограниченного пространства, простое охлаждение по периметру часто не удается. Внедряйте специальные решения для охлаждения: рядные охлаждающие устройства, которые находятся непосредственно рядом с серверными стойками, или встроенные охладители для экстремальных плотностей. Используйте удерживающие устройства - горячий или холодный стойки - для разделения подачи и возврата воздуха. Даже в настройках, не связанных с центрами данных, отдельные горячие и холодные зоны. Для небольших электрических помещений устанавливайте потолочные точечные охладители или воздуховодные узлы с патрубками, питающиеся непосредственно к впускам оборудования. Все конструкции охлаждения должны быть проверены с помощью тепловой модели (см. Ansys Icepak ).

Горячий и холодный проход

Доказано, что содержание увеличивает эффективность охлаждения на 30-50%. В тесных помещениях частичная охлаждение (например, вертикальные шторы или воздуховоды) все еще может быть эффективным. Используйте твердые двери на стойках для предотвращения рециркуляции горячего воздуха. Запечатайте все кабельные отверстия и зазоры вокруг оборудования. В комнатах связи установите потолок для прямого возврата воздуха. Всегда измеряйте перепады давления и температуру в критических точках для обеспечения целостности охлаждения.

Варианты жидкого охлаждения

Для экстремальных плотностей мощности (более 20 кВт на стойку) традиционное воздушное охлаждение не может идти в ногу. Жидкое охлаждение - прямое к кристаллу или задние теплообменники - более эффективно удаляет тепло и экономит площадь пола. Эти системы требуют тщательной интеграции: обеспечивают петли охлажденной воды, управление конденсацией и обнаружение утечки. В компактной компоновке поместите распределительный блок охлаждения (CDU) как можно ближе к стойкам, используя гибкие шланги. Vertiv и другие производители предлагают предварительно разработанные решения для жидкостного охлаждения, предназначенные для небольших следов.

Безопасность, доступность и соответствие

Требования к очистке и выходу

Для промышленных условий OSHA 1910 Subpart S требует минимальных рабочих зазоров вокруг электрооборудования (обычно 3 фута спереди, 30 дюймов сбоку). В центрах обработки данных NFPA 75/76 определяет требования к выходным дорожкам и контролю дыма. Даже в узких помещениях никогда не блокируйте аварийные выходы, огнетушители или электрические выключатели. Используйте ленту маркировки на этажах для указания требуемых зон зазора. Рассмотрим путь выхода с одним направлением - код может потребовать двух отдельных выходов, если вместимость помещения превышает 50 человек.

Системы пожаротушения и безопасности

Ограниченные пространства с дорогостоящим оборудованием требуют автоматического пожаротушения. Варианты включают системы спринклеров перед действием, системы чистых агентов (например, FM-200, Novec 1230 или CO2) и детекторы дыма раннего предупреждения (VESDA). В плотной компоновке поместите трубопроводы подавления вдоль потолков и стен, обеспечивая насадки четкими образцами распыления. Используйте гибкие шланги для газовых баллонов, чтобы поместиться в углы. Всегда координируйте с пожарным маршалом рано, так как некоторые системы подавления требуют специальных испытаний вентиляции или целостности помещения.

Придерживаться кодексов и стандартов

Помимо безопасности, отраслевые стандарты диктуют множество решений по компоновке. Например, Национальный электротехнический кодекс (NEC) определяет радиусы изгиба кабеля, пределы заполнения коробок и поддержку трубопровода. TIA-569-E обеспечивает пути и космические стандарты для телекоммуникационной инфраструктуры. В сейсмических зонах глава 16 IBC требует крепления для накладного оборудования и стоек. Соблюдение не подлежит обсуждению; консультируйтесь с зарегистрированным профессиональным инженером (RPE) для обзора компоновки. Многие юрисдикции предлагают предварительное одобрение стандартных модульных конструкций - проверьте с местным строительным органом.

Тематические исследования в области оптимизации космоса

Космические эффективные центры обработки данных

Ведущий пример — городские объекты совместного размещения, где затраты на покрытие пола являются премиальными. Один провайдер в Манхэттене модернизировал подвал с низким потолком в центр обработки данных Tier III. Они использовали серверы с креплением стойки высокой плотности (2U на сервер), с удерживанием горячего прохода с воздуховодами и на основе крутящихся охлаждающих устройств от Schneider Electric . Управление кабелем было упрощено накладными впадинами, экономя пространство под полом для охлаждения. Макет достиг PUE 1,4 при доставке 15 кВт на стойку. Критические уроки: раннее моделирование CFD выявило горячие точки, которые требовали дополнительных решеток пола, и предварительно одобренная система пожаротушения избегала дорогостоящих редизайнов.