Data Center Soğutma Altyapısında Titreşim Kontrolünin İmperative of Titreşim Control in Data Center Soğutma Altyapısı

Modern veri merkezleri, dijital ekonominin arka kemiğini temsil eder, binlerce sunucu, depolama sistemleri ve ağ ekipmanları. Bu tesislerin termal yönetimi, kontrol edilemez olmayan kaynaklardır: soğutma sistemleri, bu titreşimleri hesaplama yükleri tarafından üretilen muazzam ısıyı sürekli olarak işletmelidir, ancak, soğutma ve kanallarını artıran mekanik bileşenler, pompalar, kompresörler ve soğutma kuleleri ve soğutma kulesi ve soğutma tesislerinin ve soğutma tesislerinin kullanımı kritik bir süre boyunca kontrol edilemez hale gelir.

Bu makale, veri merkezi soğutma sistemlerindeki titreşimin kaynaklarını ve sonuçlarını inceler ve bu çözümleri yeni ve mevcut tesisleri entegre etmek için en son baraj teknolojileri keşfedin.Vibrasyon kontrol ve modern soğutma mimarisinin özel zorlukları hakkında bilgi sahibi olabilir, mühendisler sermaye ekipmanlarını ve operasyonel performansını koruyan kararları verebilirler.

Data Center Soğutma Kaynaklarının Anlamasını Anlamak

Titreşim, dönen veya karşılıklı makineler mevcut olduğunda ortaya çıkar. Tipik bir veri merkezinde, soğutma ekipmanları çeşitli kategorilere gruplanabilir, her biri farklı vibatörlerle.

Fanlar ve Tavşanlar

Soğutma fanları, bilgisayar odasında hava eller (CRAH) veya bilgisayar oda hava durumu (CRACs), veya sunucu şasi hayranları, birkaç yüz ila birkaç bin RPM'ye kadar uzanan rotasyonel hızlarda çalışır. fan bıçakları, taşıma aşınma, veya aerodinamik kuvvetler fan konutlar ve yükselteçmişler aracılığıyla iletilen geniş bantlı titreşimler üretir. Değişken-siyonel-dönüşümlü fanlar, enerji verimliliğine sahipken genişleyen farklı frekanslar üretebilir.

Pumps and Hidrolik Systems

Chilled su pompaları, kondüktör su pompaları ve glycol pompa paketleri sıvı soğutmalı veri merkezlerinde yaygındır. Bu pompalar, vivansiyon ve motor kaynaklı kuvvetlere ihtiyaç duyar. Ek olarak, borularda baskı dalgalanmaları, pompalanan titreşimlere neden olabilir. pompalarda titreşim frekansları genellikle 10–60 Hz), farklı baraj yaklaşımlarını gerektirir.

Jeneratörler ve Soğutmalar

Frekanslar, özellikle doğrudan ayarlı (DX) soğutma sistemleri ve soğuklar, düşük frekanslı titreşimler, yeniden şarjlı pistonlar veya kaydırma sıkıştırma döngülerinden yüksek frekanslı soğutmalı soğutucular, rotasyonel hızların birden çoklarında vibrasyonları gösterebilirler.

Soğutma Kuleleri ve Condensers

Açık soğutma kuleleri ve kuru soğutucular büyük hayranlar ve su dağıtım sistemleri içerir. Rüzgar yükleme ve yapısal rezonans özellikle kuleler hafif çatı yapıları üzerine monte edildiğinde, kulelerden gelen titreşim genellikle bina çerçevesini etkiler, iç veri salon ortamlarını etkiler.

Frekans içeriği, büyüklüğü ve her kaynak için titreşim yönü, uygun baraj teknolojisini seçmenin ilk adımıdır. )ASHRAE), tasarım hedefleri için kabul edilebilir titreşim seviyelerinin kılavuzunu sağlar.

Kontrolsüz olmayan titreşimlerin Sonuçları

Soğutma sistemlerindeki titreşime hitap etmek, veri merkezi güvenilirliği ve maliyet verimliliğine zarar veren birkaç zararlı sonuca yol açabilir.

Ekipman Degradasyon

Sürekli vibrasyon yorgunluk, gevşek taşıyıcılar ve darbeleyicilerin ve kemerlerin yanlışlığını hızlandırır. Soğutma ekipmanlarında, bu, fanların, pompaların ve kompresörlerin ömrünü azaltmak için, bakımın frekansı ve planlanmamış BT ekipmanları için, düşük seviyeli zemin titreşimleri artırabilir ve küçük seviyeli kat titreşimler için mikro-raktalmasyonlar oluşturabilir ve bu, müşteri dolaplarının ömrünü azaltmak için döndürür.

Akustik Gürültü

Titreşim doğrudan gürültüyü yayıyor. Veri merkezi soğutma sistemleri genellikle bir tesisteki baskın gürültü kaynağıdır. Aşırı gürültü seviyesi sadece 8 saatlik bir çalışma süresine sahip değildir; aynı zamanda bu eşiğin veya konut alanlarındaki tesisler için yerel gürültü veya ihmal alanları ihlal edebilir.

Yapısal Fatigue

Aylar ve yıllar boyunca, kalıcı vibrasyon beton plakalarda yorgunluk neden olabilir, çelik destek yapıları ve boru aserler. Bu, pahalı yapısal onarımlara ve aşırı durumlarda, bir güvenlik riski oluşturabilir. Seismic bracing, sık sık sık deprem bölgelerinde gerekli olan titreşimle tasarlanmıştır.

Enerji Verimliliği Kayıpları

Titreşim, mekanik verimsizliğin bir belirtisidir. Bir vibrating fan veya pompa muhtemelen gerekli yatak sürtünmeden veya akış çalkantısını deneyimleyerek çalışır. Re deploy vibraping solution an dolaylı katkı sağlar veri merkezine PUE iyileştirmeler.

Yenilikçi Titreşim Damping Teknolojileri: A detailed sınav

Aşağıdaki teknolojiler, veri merkezi soğutma uygulamalarındaki titreşim kontrolünün kesme kenarını temsil eder. Her biri vibrasyon frekansına, yüke ve uzay kısıtlamalarına bağlı olarak farklı avantajlar sunar.

Elastomerik Mounts ve Isolators

Elastomerik arsalar, plastik veya sentetik elastomerler (örneğin, Prestij, Ricardo veya silikon) iç histeriler aracılığıyla titreşim enerjisini absorbe etmek ve dağıtmak için kullanılır. Bu parçalar, geniş bir dizi sertlik ve yük kapasitesinde mevcuttur ve onları hayranlar, pompalar ve küçük kompresörler için uygun hale getirir.

  • [FONT:0)Mallar: [Döntgen: [Döntgen: 0,0) Doğal kauçuk mükemmel elastiklik sunar, ancak ozon ve petrolde bozulmaz. Neoprene ve alkali, nem ve hafif kimyasal maruz kalma dirençleri nedeniyle kapalı veri merkezi ortamları tercih edilir.
  • [FONT=0) Tasarım dikkateleri: [Döneticileri] Elastomerik dağlar doğal frekansının üzerindeki titreşim frekanslarını en etkilidir (tipik olarak 10–30 Hz).
  • [FONT=0)Advantages:[Dönetici:[Dönetici:0) Basit, yükleme, bakımsız, korozyona dayanıklı ve maliyete dayanıklı. Ayrıca küçük bir yanlışlık konaklama sağlarlar.
  • [FONT:0]Limitations:[[Dönetici: [Dönetici: 0,3] Çok düşük frekanslar için uygun değil (daha düşük 5 Hz) veya ağır makineler için vibrasyonu doğru şekilde seçilmezse, lastik sabit yük altında sert veya ürpertici ilerleyebilir.

Tuned Mass Dampers (TMD)

Tuned kitle demperleri bir kütleden (örneğin bir çelik plaka veya beton blok) bir ilkbahar ve damper aracılığıyla vibrating yapıya (genellikle bir viskous sıvı damper veya elastomerik element) ayarlandığında TMD, titreşim kaynağının belirli frekansına ayarlanıyor, bu yüzden de demper hareketi bu frekansın hareketine karşı çıkıyor.

  • [FONT=0]Veri merkezlerindeki uygulamalar: [DDD'ler genellikle büyük soğuk birimler için kullanılır, soğutma kulesi fanları ve belirli bir resonant frekansının tespit edildiği zemin plakalar. Ayrıca kalıcı dar bant titreşimi sergileyen mevcut ekipmana da geri dönebilirler.
  • [FONT:0) Tasarım ilkeleri: [DÜDÜD'nin etkinliği, kitle oranına (profesyonel kitleye karşı) bağlıdır ve frekans ayarlanmasının doğruluğu. Tipik TMD'ler hedef frekansında 10:1'e ulaşır.
  • [FONT:0)Advantages:[[Dönetici: 1) Tek frekans problemleri için yüksek verimlilik (bir çok tasarımda hareket eden kontak parçaları) ve dış güç için ihtiyaç yoktur.
  • [FONT=0)Limitations:[[Dönderlikler için uygun olmayan titreşimler veya baskın frekans değişiklikleri (örneğin, değişken hızlı sürücülerle) Ayrıca hareket için ağırlık ekleyelim ve gerekli tespitler gerekir. Tuning, modal analizi kullanarak nitelikli mühendisler tarafından yapılmalıdır.

Titreşimli Pads ve Mats

Isolation peds doğrudan ekipman ayakları veya tüm makine üsleri altında yerleştirilen dayanıklı malzemeden düz çarşaflardır.Onlar kontrak / faber karışımlarında, kapalı-cell köpük ve özel vielastic polimerler.Bu pedler zeminden ekipmana kaplayarak çalışır, yapı üzerinden titreşim iletimini önler.

  • [FONT:0)Types:[[Dönetici:0) Cork-rubber pedler genel makineler için yaygındır; iyi yük taşıma kapasitesi sağlar, ancak orta damping. Viscoelastic pedler (örneğin, Sorbothane) yüksek frekanslı bir gürültünün yanı sıra çok geniş bir frekans aralığında mükemmel enerji dağılımı sunar.
  • [FONT:0)Installation considers:[Dönetici: 0) Pads, belirli bir defleksiyona (tipik olarak 10–% 30 kalınlığı) Kıyma veya kenar eğriliği genellikle seviyeleme ile birlikte kullanılabilir.
  • [FONT:0]Advantages:[Dönetici: [Dönüşük Maliyet, geriye kolay, mekanik parçalar değil, termal mola ve nem bariyeri sağlarlar. Ayrıca zemine yayılan gürültüyü azaltırlar.
  • [FONT:0)Limitations:[[Dönetici: 0,3|Döneticiler düşük frekanslar için Sınırlı izolasyonu; pedler sürekli olarak zamanla sıkıştırabilir, performansları azaltırlar. Ayrıca, sürtünmeye izin verebilirler.

Aktif Damping Sistemleri

Aktif damping, aynı zamanda aktif vibrasyon kontrolü (AVC), titreşimleri (accelerometreler) gerçek zamanlı olarak ölçmek için çalışır. Bu teknoloji, titreşimi iptal eden kuvvetler üretmek için de çalışır.

  • [FONT=0)Components: [DFLT:1] Sensör dizisi, gerçek zamanlı kontrol (DSP veya FPGA tabanlı), güç yükselteçleri ve eylemciler doğrudan vibrating ekipmanlarına veya destek yapısına yerleştirilebilirler.
  • [FONT=0) Kontrol stratejileri:[[Dönetici:0) Geri bildirim kontrolü (e.g., PID veya LQG) sürücüleri, sensör lokasyonlarında vibrasyonu azaltmak için hareket eder. Feed control uses reference Signal (e.g., from a tachometer on a fan) to wait and cancel periodic vibration.
  • [FONT=0)Advantages:[Dönetici: [Dönder ve zaman zaman-varying frekansı için etkili ( değişken soğutma sistemleri için) büyük yapısal değişiklikler olmadan geri alınabilir. Achieves çok yüksek intenuation (tipik olarak 20–40 dB kontrollü frekanslarda).
  • [FONT:0]Limitations:[Dönetici: [Dönergeler: [Dönüşük Maliyetleri, Elektriksel güç gerektirir, doğru bir şekilde ayarlanmamışsa istikrar sorunları ortaya çıkabilir.Reliability and maintenance of actuators and Electronics in hard environment (dust, nem) dikkate alınmalıdır.

Hybrid Solutions

Birçok veri merkezi mühendisleri artık en iyi performans için birden fazla baraj teknolojisini birleştirir. Örneğin, bir elastomerik bir pompa için birincil isolator olarak hizmet edebilir, küçük aktif bir damper pasifin ele alınamayacağı bir diğer ortak strateji de vibrasyon izolasyon pedleri bir zeminde yerleştirmektir.

Data Centers için Uygulamayı Değerlendirme

Doğru baraj çözümü seçmek bir katalog görünümünden daha fazlasını gerektirir. Aşağıdaki faktörler her soğutma bileşeni için değerlendirilmelidir.

Frekans Analizi ve Özellikleri

Herhangi bir baraj ürünü belirtmeden önce, mühendis, normal işletim koşullarında ekipmanın baskın titreşim frekanslarını ölçmek veya tahmin etmelidir. Yeni ekipman için, üretici veriler genellikle frekans spektra sağlar.For retrofits, accelerometer ölçümleri önemlidir. barajlama çözümü aşağıdaki doğal bir frekansı iyi olmalıdır (en azından 2– 3) etkili izolasyon elde etmek için en düşük excitation frekansı.

Yük Kapasitesi ve Statik Tanımlama

Her baraj elemanının puanlanmış bir yük aralığı vardır. Bir kauçuk atı yükleme altüste, nerede lastik sıkıştırılır ve tamamen izolasyon kaybeder. Yükcüler, titreşimleri iletebilir, şarj eğrileri sağlar; ekipman altında statik defneksiyon tavsiye edilen aralığı içinde olmalıdır (genellikle 0.25–0.5 inç düşük izolasyon için).

Kat Yapı ve Resonance

Veri merkezi zeminler, özellikle erişim katlarını yükseltti, kendi rezonans frekanslarına eklenmelidir. Bir vibrasyon izolasyon sistemi, soğutma ekipmanının üst katlara yerleştirildiği çok katlı veri merkezleriyle çift olmamalıdır. Bazı durumlarda, zemin demping tedavileri (konuşmuş gibi) kendilerini kat panellere eklenmektedir.

Çevre Faktörleri

Sıcaklık, nem ve kimyasallara maruz kalmak (örneğin, soğutucu sızıntılar, temizlik ajanları) belirli baraj malzemelerinin düşmesi gerekir. Silikon ve Unilever genellikle doğal kauçuktan daha dirençlidir. Aktif baraj elektronikler, uygun NEMA-rated veya IP-rated muhafazalar için kapalı olmalıdır.

Seismic Gereksinimler

sismik bölgelerde, soğutma ekipmanları, deprem sırasında kayma veya toppling önlemek için övünmelidir. Titreşim isolators, kombinasyon sismik /damping parçaları ile tasarlanmamışsa, sismik olmayanlar tarafından tasarlanan sismik sineratörlerdir.

C Kapsamlı Titreşim Damping Faydaları

Veri merkezi operasyonlarının çeşitli boyutlarında açıklanabilir faydaları tarif eden baraj teknolojilerinin uygulanması.

  • [FONT:0)Öyleleyici ekipman ömrü: [Dönetici yorgunluk, takmak, takmak ve takmak, soğutma ekipmanları daha az sık değiştirilmesi ve onarım gerektirir. Bu doğrudan tesis yaşam döngüsü üzerinde sermaye harcamalarını azaltır.
  • [FONT:0)Redüklenen gürültü maruziyeti: [Dönetici: [Dönetici: 8] Soğutma ekipmanları ile alanlarda gürültü seviyeleri 85&ndash'ten düşebilir;90 dBA'nın 75 dBA'nın altında, personel konforunu ve mesleki güvenlik standartlarına uygunluğunu geliştirir.
  • [FONT:0) Geliştirilmiş sistem stabilitesi: [Dönetici: ] Titreşimsiz operasyon, daha tutarlı performans sağlamak, baskı dalgalanmalarını azaltmak ve sıcaklık kontrolünü artırmak için soğuk zarflara ve daha düşük risklere katkıda bulunur.
  • [FONT:0) Yüksek enerji verimliliği: [Dönder: ] Daha az titreşimli ve dönen bileşenlerde daha az sürtünme kaybı anlamına gelir. Değişken hızlı fanlar için, stabil işlem, kontrol sistemi tam hızda gerekli olan, vitreusa maruz kalan güvenlik marjları olmadan, titreşimli inefficimler için hesap oluşturma izin verir.
  • [FONT=0)Better veri bütünlüğü:[Dönder:[Dönder:[Dönüşükücük) Yerinden titreşim sert disk sürücülerini ve diğer hassas elektronikleri vibrasyona maruz bırakıyor, yüksek frekanslı ticaret, veritabanı sunucuları ve depolama dizileri için kritik olan.

Data Center Soğutma için Titreşim Damping'teki Future Trends in Titreşim Damping for Data Center Soğutma

Veri merkezleri daha yüksek oranda gelişmekte olduğu gibi, sıvı soğutma ve kenar dağıtımları, vibasyon da uyum gerektirir.

IoT Entegrasyonu ile Akıllı Damping

Aktif baraj sistemleri daha akıllı hale geliyor. Bina yönetim sistemleri (BMS) ve veri merkezi altyapı yönetimi (DCIM) platformları, akıllı barajlar, gerçek zamanlı soğutma yük ve ekipman durumuna göre tepkilerini ayarlayabilir. Örneğin, bir TMD, düşük titreşim sürelerini kurtarmak için devre dışı bırakabilir veya aktif bir damper otomatik olarak bir fan değiştirme algoritmalarından sonra titreşimleri otomatik olarak şarj edebilir.

Metamalzemeler ve Gelişmiş Kompozitler

Akustik metamalzemelere yapılan araştırmalar, temel kitle eklemeden belirli titreşim frekanslarını engelleyebilir.Ancak yine de deneysel, kompozit paneller ve yerel rezonans kullanan siteler önümüzdeki on yıl içinde veri merkezi uygulamaları için pratik olabilir, genişbanlar sunar.

Direct-to-Chip Sıvı Soğutma ile entegrasyon

Sıvı soğutma sistemleri, özellikle de dielektrik sıvıları ve pompalanan soğutucular kullananlar, küçük yüksek hızlı pompalardan ve mikro kanallardan yeni titreşim kaynakları tanıtmaktadır. Bu bileşenlerin küçük form faktörleri minyatür dempers (örneğin, silikon mikro-toplayıcı plakalar veya ayarlanmış kitle absorberleri).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Veri merkezi soğutma sistemleri sadece bir nuisance &mdash değil; ekipman güvenilirliği, enerji verimliliği ve iş güvenliği için bir tehdittir. Şimdi mevcut olan yenilikçi baraj çözümleri, basit elastomerik hatlardan sofistike aktif kontrol sistemlerine ulaşmak, herhangi bir soğutma teknolojisine uygun bir araç yelpazesi sağlamak. Kapsamlı frekans analizi yaparak, uygun baraj malzemeleri ve tasarımları seçmek ve titreşim kontrolü genel veri merkezi yapısal ve mekanik plana entegre etmek, daha verimli ve daha verimli bir şekilde soğutmak için daha verimli bir araç.

[FONT:0) Bu makale endüstri standartlarından referans ile hazırlanmıştır.[DÜDÜ:2)ASHRAE) .OSHA) ve vibrasyon analiz kaynakları [FLT: 7).