Data Center Soğutmada Aktif Filtreler

Veri merkezi soğutma sistemleri, hava yoluyla gelen kirleticilerin sürekli olarak akınına maruz kalmalı - endüstriyel, kirleticilere, metalik gazlara ve koratif gazlara karşı yanmalı - bu, genellikle bilgisayar odasına hava eller (CRAHs), donanım başarısızlıkları ve enerji tüketimine hız verebilir. Aktif filtreler, elektronik yağış, elektrostatik çekimler veya mekanik etki sağlar (DX) ISO Sınıfları başına ücretsiz olarak temizlenebilir.

Pasif filtrelerden sadece parçacıkları topladıklarına göre, aktif filtreler, ASHRAE TC 9.9 (Veri İşleme Ortamları için) ve Uptime Institute'un Katmanlı sınıflandırma standartları ile gerekli çevresel koşullara ulaşmada önemli bir bileşendir.

Bu makale, veri merkezi soğutma sistemlerinde aktif filtreler kurmak için kapsamlı, adım adım adım kılavuzunu sağlar, önceden yükleme değerlendirme, donanım seçimi, elektrik entegrasyonu, mühürleme, komisyonlama ve uzun vadeli bakım en iyi uygulamaları kapsar.

1. Enstallasyon Değerlendirme ve Planlama

1.1 Evaluate Current Air Quality ve Contaminant Sources

Herhangi bir yüklemeden önce, bir parçacık sayacı ve gaz fazı analizörü kullanarak hava kalitesi denetimi uygulayın. baskın kirletici türleri tanımlayın -partikler, kororlu gazlar (örneğin, H2S, SO2, Cl2) veya biyolojik madde ile mücadele edebilir. Örneğin, elektronik aktif filtreler (örneğin, partiküller) Kuru kaldırmada başarır, ancak yapışkan aerosoller ile mücadele edebilir; iyonizerler veya UVC gelişmiş aktif filtreler mikro kontrol için daha iyi olur.

ASHRAEMIZFLT:0)Data Center Air Quality ve Contamination Control) kılavuzluk (ASHRAE TC 9.9) önerilen temiz oda sınıf hedefleri için.Eğer tesis otoyollar, endüstriyel bölgeler veya inşaat siteleri yakınındaysa, ek pre-filtering gerekli olabilir. Doküman tabanları ve gaz konsantrasyonları gelecekteki filtre performansını ölçmek için.

1.2 Sistem Uyumluluk Sistemini Doğrulama

Aktif filtreler belirli hava akış oranları, statik basınç kapasitesi, elektrik tedariki (tipik olarak 24999, 120VAC veya 208V üç-fay), ve sinyal arayüzlerini kontrol eder. Mevcut CRAH veya soğuk sistem veri çarşaflarını doğrulayın:

  • Hava akışı kapasitesi (CFM) ve mevcut statik basınç (345P) Active filtreler genellikle yüklendiği gibi yükselirken, temiz olduğunda.
  • Filtre bankasının fiziksel boyutları – birçok aktif filtre modülerdir ve mevcut 24"x24 veya 12"x24" çerçevelerine bağlanabilir.
  • Elektrik yükü: Tüm aktif hücrelerin amperyazarını toplayın ve devre kesici ve kablonun doğru şekilde boyutlandırılmasını sağlayın.
  • Kontrol uyumluluğu: Çoğu aktif filtrenin uzaktan izleme için kuru bir temas veya 4-20 mA arayüzü vardır. Bina Yönetimi Sistemi (BMS) veya Data Center Altyapı Yönetimi (DCIM) aracı bu sinyalleri tanımalıdır.

Soğutma ünitesi daha yaşlıysa, tüm fan/filter modülünü entegre değişken hızlı hayranları içeren modern bir aktif filtrasyon ünitesi ile değiştirmeyi düşünün, operasyonel maliyetleri azaltır.

1.3 Optimal Placement

Aktif filtreler herhangi bir pasif ön filtrelemenin aşağı yukarı yerleştirilmelidir (örneğin, MERV-8 veya MERV-11) aktif aşamadan önce büyük parçacıkları yakalamak için. CRAH birimlerinde, tipik sipariş: hava alımı → doğrudan sıcak egzoz → aktif filtre → yüksek ısı pompası → → → → tedarik plenum. For chill-water birimleri, aktif filtre yeniden ayarlandığında doğrudan monte edilen hava akışına monte edilebilir.

erişilebilirlik düşünün: Aktif filtre konutu, düzenli hizmet için en az 18 inç izin vermek için koleksiyon hücrelerin kaldırılması için oda olmalıdır.

2. Doğru Active Filtre Teknolojisini Seçin

2.1 Estatik Önleyiciler (ESP)

Bu, yüksek gerilimli bir alanı şarj etmek için kullanır, ki bu da tam olarak şarj edilen koleksiyon plakalarına çekilir. ESPs, %95'i derecelendirilmiş hava akışında yakalayabilir ve uygulanabilir, sarf edilebilir atıkları azaltır.

2.2 Ionization-Based Active Filtreler

Bipolar veya iğne noktası iyonizasyon, partiküllere ekleyen pozitif ve negatif iyonlar yayınlar, onları bir parçaya sürükleyip aşağılayıcı bir toplama plaka tarafından yakalanır veya yakalanırlar. Bazı birimler de VOC kaldırma için aktif bir karbon aşaması içerir.Bu filtreler düşük elektrik tüketimine sahiptir, ancak laminar hava akışı etkili olabilir.

2.3 UVC Fotocatalytic Oxidation-PCO) ve Ozon-Free Birimleri

Mikrobiyal ve kimyasal buhar kontrolü için, UV-C lambalar bir titanyum dioksit ile bir araya gelir (TiO2) katalizörü, oksitleyici VOC'ler. Modern tasarım filtresi ozonları ürün tarafından en iyi şekilde üretilir. Bunlar ofis destekli veri merkezleri veya yüksek nemle en uygun olanıdır (>% 60 R) ve kalıp bir endişedir.

2.4 Hybrid Active + Media Filtre

Bazı üreticiler, bir statik hücreyi bir yedeklenebilir medya filtre (örneğin, MERV-14) ile birleştirir: Aktif aşama başarısız olursa, medya hala koruma sağlar. Hybrid birimleri kritik olduğunda daha pahalı ama bakım prosedürlerini basitleştirir.

3. Kurulum Prosedürü - Adım Tarafından Adım

3.1 İş yeri hazırlayın ve Güvenli bir şekilde Kapatın

  • Tesisin değişim yönetim prosedürlerini uygularsa bir çalışma izni alın.
  • CRAH içindeki kır panelinde soğutma ünitesini kapat. Bir multimetre kullanarak sıfır gerilimi doğrulayın.
  • Lock out / tag out (LOTO) kazara re-energizasyon önlemek için güç kaynağı.
  • Yakındaki uyarı işareti. Eğer veri merkezi yaşıyorsa, ani sıcaklık değişikliklerinden kaçınmak için üniteye bitişik satırlara erişim kısıtlanır.

3.2 Mevcut Filtreleri Çıkarın ve Bankayı Temizleyin

Bankadan tüm tek kullanımlık veya kalıcı filtreler alın. Filtre pisti, gazket yüzeyleri ve ünitenin içinden birikmiş bir tane yok. Elektronik (isopropil alkol veya hafif bir deterjan) bantlara yakın bir şekilde kullanmayın - tüm yüzeyler tamamen kuruyamaz.

3.3 Yükleme Ön Direktifleri (Eğer Gerekliyse)

Çoğu aktif filtre, aktif hücreye doğru çerçeve noktalarına ilişkin yeni ön filtreler yükleyin. herhangi bir hasarlı gazketleri değiştirmenin sağlanması.

3.4 Aktif Filtre Konutları Dağı

Aktif filtreler genellikle modüler kasetler. çerçeveyi banka yuvasına kaydırın ve bu ortamdaki boşlukları veya boş yere bırakarak hava akışına güvenli bir şekilde monte edilir.Eğer ünite, bir integral güç kaynağıyla kendi kendine özgü bir filtreyse, CRAH'ın dışındaki kontrol kutusu dahil edilen paraları monte eder - bu ortamdaki boşlukları doğrudan sipariş etmeden kaçının.

3.5 Connect Elektrik Bileşenleri

  • Filtre yüksek gerilimli güç tedarikinden gelen güç kablosuyu CRAH'ın kontrol hattına taşıyın - genellikle üç tel: çizgi, tarafsız ve yer zemin.
  • Uzak izleme için sinyal kablosunu bağlayın (örneğin, aşırı uçlu veya kıvılcım algılama için alarm rölesi). Birçok aktif filtre, koleksiyon hücresinin temizlik gerektirdiğinde açılan kuru bir iletişim içerir.
  • BMS ile bütünleşmek, 4-20 mA çıktısını (eğer mevcutsa) analog bir giriş modülüne bağlanmak. Program BMS, mevcut yükleyici bir filtreyi gösteren bir eşiğine geçtiğinde uyarı personeli için uyarıda bulunuyor.

Her zaman tel fındık veya Wago bağlantılarını kavurma kutusu içinde kullanın. Kablonun kısaltılmasını sağlayın ve sıcak bant veya fan bıçaklarına dokunmaz.

3.6 Bütün Bağlantılar ve Duct Leaks

Filtreyi atlatmak için küçük bir hava bile filtrasyon verimliliğini %50 veya daha fazla azaltabilir.Muhtemelen bir sızıntı hızının% 5'inden daha az olması gerekir.Speçetli aktif hücreler için, dahil edilmiş köpük gazketini her hücrenin çevresinin etrafında mühürleme bütünlüğüne ekleyin.

3.7 Güç Geri Dönüşüm ve Sisteme Geçin

  • Kilitli / oturum cihazları ve CRAH ünitesine gücü geri yükleyin.
  • İlk önce düşük hızda fanatik tırma veya yayılış sesleri aktif filtreden dinleyin - eğer mevcut olursa hemen kapat ve gevşek bağlantıları veya kırık iyonizer tel için denetim yapın.
  • Modelleme seviyesine yükselterek, bir manometre kullanarak filtre bankasında statik baskıyı ölçül. Üreticinin spesifikasyonu ile kıyasla (tipik olarak 0.1-0.3). w.g. when Clean).
  • Yüksek gerilim gücü tedarikini etkinleştirin. Çoğu birim, güç veren bir yeşil LED'e sahiptir ve kıvılcım algılama LED'e sahiptir. Normal operasyon onaylayın.
  • Düşük partikül sayısını ölçmek için bir el parçacığı sayacı kullanın (0.5 μm ve 5.0 μm). filtrasyon verimliliği düzgün bir şekilde yüklü ESP veya iyonizer için ≥95 olmalıdır.
  • Gazfaksiyonu uygulanabilirse kontrol edin: hedef gazlar için bir renk-metrik tüpü veya elektrokimya sensörü kullanın (örneğin, SO2, H2S).

Tüm temel okumalar: diferansiyel basınç, hava akışı, parçacık sayıları, mevcut çizer ve alarm röle statüsü. bunları gelecekteki bakım karşılaştırması için komisyon halinde tasarruf edin.

4. Devam eden Performans için En İyi Uygulamalar

4.1 Bir Bakım Programı Oluşturma

Aktif filtreler pasif filtrelerden daha sık dikkat gerektirir. Üreticinin önerilen temizlik aralığı genellikle 3-6 aydır, ancak bu kirletici yükleme ile değişir. Boyutlu basınç trendine dayanan bir program oluşturun - {{P'nin tabandaki 0.2'yi temizler.

  • [FONT:0]Daily[[DÜT:1]: BMS alarmlarını algılama veya aşırı uçamayan gürültülere veya kokulara göz atın.
  • [FONT=0) Haftaya kadar [Dönetici: Ön filtrelemek; kirli (genellikle tozlu ortamlarda) değiştirmek.
  • [FONT:0)Monthly[[DÜDÜT:1): Temiz iyonizasyon telleri ve ESP birimlerinin yumuşak fırça ve sıkıştırılmış hava ile toplanması, sıcak su ve hafif deterjan ile yıkama işlemine tamamen ve kurutulmuş bir şekilde.
  • [FONT=0)Quarterly[Dönetici: yüksek gerilimli bir testin, spektral olarak (genellikle 4-8 kV) herhangi bir HVPS modülünü değiştirirse, %20’yi azaltır.
  • [FONT:0)Annually[DÜDÜT:1): UV-C lambalarını (eğer uygulanabilirse), soğutmayı temizleyebilir (bu da filtrenin ozonlarından ürün tarafından bir araya gelebilir), ve yeniden tanımlanabilir baskı sensörleri.

4.2 Tren Personeli ve Güvenliği

Yüksek gerilimli bileşenler, güç kesintiye uğradığında bile ciddi şok tehlikeler mevcut - kapasitörler kapanmadan birkaç dakika sonra şarj edebilir.

  • Bir dirençli deşarj aracı veya adanmış bir HV zemining çubuğu kullanarak deşarjın Doğrulaması.
  • Proper temizleme teknikleri: plakalarda aşındırıcı temizleyiciler kullanmayın; elektronik kontrolörlerde aşırı sudan kaçının.
  • Doğru kaldırma yöntemleri – bazı aktif filtre kasetleri 30 lbs üzerinde ağırlığında.
  • Symptom tanıma: üşük bir iyonizer teli gösterebilir; sık sık sık kıvılcım,% 80'in üzerinde veya yanlış bir hücreden dolayı olabilir.

4.3 Degradasyonları ve Otomasyonu Kullanımı

Aktif filtreler yavaş yavaş yavaş; manuel kontroller erken uyarı işaretlerini kaçırabilir. Gaz-fayda (0-1'de. w.g.) filtre banka ve giriş verileri BMS'ye ayarlayın. {{P >0.5 için bir uyarı ayarlar.V.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.S.

Birçok aktif filtre üreticisi, otomatik olarak fan hızını ayarlayan veya temizleme döngülerine yol açan IoT bağlantılı kontrolörler sunar. Buları manuel işi azaltmak için Evaluate.

4.4 Filtreler Hakkında Temiz Bir Çevreyi Korumak

Filtre bankasının alanı, alt alanı olarak temiz tutulmalıdır. Kutu kutularını depolamaktan kaçının, sunucu paketleme malzemeleri veya SR-ion akülerini CRAH alımları yakınında - bu dökme fiberler ve VOC'ler aktif bir filtreyi erken yükler. Temiz bir alan olarak uygulama: girişte yiyecek veya içecekler, çarşaflar kullanın ve veri salon zeminini HEPA vakumlu temizleyicilerle birlikte kullanın.

5. Ortak Kurulum Hataları ve Them'dan Nasıl Kaçınmak

5.1 Elektrik Tasarımı

Tekrarlanan bir hata, aktif filtrenin şu anki çantadaki çanta için tel ölçer veya kırıcıyın altında. Active filtreler, başlangıç sırasında birkaç milisaniye için nominal akımlarını 2-4 kez çizebilir.Bir zaman ayarlayın (slow-blow) birim için 5 A sürekli çizim için 12 {\.Her zaman NEC Madde 645'i takip edin.

5.2 Aktif Filtreler Aşağı veya Backwards

Aktif filtreler tanımlanmış bir hava akışı yönüne sahiptir. Onları geri yükleme, zayıf koleksiyon verimliliğine neden olacaktır ve yüksek gerilim devrelerine olası zararlar verir. Hava akışı yönü genellikle çerçevede mahvedilir; piste kaymadan önce doğrulama.

5.3 Nem ve Sıcaklık Sınırlarını Tanımlama

Çoğu aktif filtre (özellikle ESPs) önerilen bir çalışma aralığı 40-80°F (5-27°C) ve% 20-80 R. Yüksek nem (above% 85), korona gider ve muhtemelen kısa devreler için yüksek nem ile çalışırsa, ekonomizer modunda), RH% 80'nın% 80'i aşması için bir dehumidistatı kullanarak aktif bir filtreyi devre dışı bırakabilir veya daha az hassas bir UV-C filtre seçebilir.

5.4 Bypass Paths

Filtre çerçevesinin etrafındaki küçük bir boşluk bile aktif sahneyi atlamak için yüksek seviyeli bir hava jetine izin verebilir.Her zaman gazketlerini kullanın ve görsel olarak mühüryü inceleyin. Bir duman testi veya termal anemometresi tracing komisyon sırasında önerilir.

6. Etkililik - Key Performans Göstergeleri

Aktif filtrelerdeki yatırımın haklı çıkmasını sağlamak için, bu ölçümleri çeyrek olarak takip edin:

  • [FONT=0]Filtrasyon verimliliği[[[Dönetici: Karşılaştırmalı ve alt parçacık 0.3-0.5 μm. Target ≥95 kaldırma.
  • [FONT:0]Basın kapağı[[[Dönetici: 1 ): Temiz döngü üzerinde 0.1-0.5 içinde kalmalıdır. Ani drop, çatlakları kırmış bir koleksiyon hücresi gösterebilir; yavaş bir artış yükleme gösterir.
  • Corrosion oranı: Korozyon kuponları G2 veya daha yüksek gösterirse (ISA-71.04), filtrasyon uzun vadeli sunucu güvenilirliği için yeterli değildir. Tipik G1 veri merkezleri için hedef <300 Å/aylık gümüş korozyondur.
  • [FONT:0)Enerji tüketimi[DÜT:1): Filtrenin baskı damlasının azaltılması için gerekli olan fan gücü, güç kullanımı etkinliğine katkıda bulunur (PUE). İyi bakımlı aktif bir filtre, PUE'ye yaklaşık 0.001-0.003 puan ekler; yüklü bir filtre, tasarrufları ölçmek için önce 0.02. Monitor PUE'yi ekleyebilir.

Daha ayrıntılı bir değerlendirme için ASHRAE'nin [[Dönetici:0)Particulate ve Gaseous Contamination in Data Centers[Dön 1: 1) beyaz kağıt ve Uptime Institute'sASIFLT:2).

7. MaliyetBenefit Analizi ve Retrofit Vaka Çalışması

20 CRAH birimleri ile orta büyüklükteki bir veri merkezi (1 MW IT yükü) aktif ESP filtrelerle MERV-15 medya filtreleri değiştirildi. İlk yatırım (endüs, kurulum ve elektrik yükseltmeleri) 45,000 $ değerinde oldu.

  • Azaltılmış medya filtre satın alma ve maliyetleri: $8,000 / yıl (daha önce her 3 ayda bir filtre değiştirildi; aktif hücreler yerinde temizlendi).
  • Düşük fan enerjisi: Aktif filtrenin temiz basıncı düşüşü, yüklenen MERV-15 filtreden daha az, yaklaşık 3,500 / yıl elektrik tasarrufu.
  • Genişletilmiş sunucu ömrü: G2'den G1 sınıfına kadar korozyon oranları düştü, 4 yıldan fazla bir süredir şarj ekipmanı geri yükleme maliyetleri tahmin edildi.

Geri bildirim süresi: 18 ay sonra, tesis, $ 15.000'den fazla yıllık net tasarruf sağlar. Eğer veri merkeziniz tekrar filtre yedekleri ve korozyonla ilgili başarısızlıkları karşılarsa, iş durumu güçlendirir.

8. Veri Merkezi Altyapı Yönetimi (DCIM) ve BMS

Modern aktif filtreler Modbus, BACnet veya basit dijital girdiler aracılığıyla iletişim kurabilir. Bu parametreleri almak için BMS'yi yapılandırın:

  • Filtre durumu (temiz/dirty) zamana veya diferansiyel baskıya dayalı olarak.
  • Spark algılama alarmı ( potansiyel ekipman hasar veya yangın riskini gösterir).
  • Saatler ve/off eyalet üzerinde yüksek gerilim.

Bu verileri otomatik temizlik hatırlatmalarına kullanın: Filtre bir temizlik bayrağı olmadan 2.000 saat boyunca çalışıyorsa, tesisleri ekibine bir bilet gönder. Büyük kampüsler için, cihaz sağlığını binalarda önceliklendirmek için bir paniğe entegre edin.

9. Future Trends ve Advanced Technologies

Araştırma, elektrostatik şarj tutmayı artıran, alt-50 nm partiküllerini artıran aktif filtrelere devam etmektedir. Dış mekan koruma merkezlerinde (örneğin, 5G baz istasyonları), korozyona dayanıklı filtreler, korozyona dayanıklı koleksiyonlar, elektrostatik şarj tutma araçları gibi gelişmeler haline gelecektir.

10. Sonuç

Veri merkezi soğutma sistemlerinde aktif filtreler dikkatli bir planlama, kesin uygulama gerektirir ve bu kılavuzda belirtilen en iyi uygulamaları takip edin - pre-assessment, uygun elektrik entegrasyonu, titiz bir şekilde ve veri odaklı bakım programı - hava kalitesinin hem ekipman hem de enerji verimliliğine ihtiyacı olduğunu varsayar. Veriler yüksek orandaki donanıma ve daha düşük çözünürlüklere doğru iter.

Ek okuma için ASHRAE el kitabı “HVAC Systems and Equipment” (Chapter on Air temizleyicis) ve Uptime Institute'surFLT:0)Data Center Air Quality Best Practices) beyaz kağıt.