Uporaba navpičnih večstopenjskih centrifugalnih črpalk v velikih-tekočinsko{1}}hlajenih podatkovnih centrih

Povzetek odločitve|Pri velikih-tekočinsko{1}}hlajenih podatkovnih centrih izbira črpalke ni zgolj stvar nabave posameznih enot; to je odločitev, ki uravnoteži razpoložljivost hlajenja, porabo energije, povezano s PUE-, razširljivost in kompleksnost delovanja. Prednosti vertikalnih večstopenjskih centrifugalnih črpalk se pretvorijo v merljivo poslovno vrednost le, če so podprte z ustreznimi mejami sistema, redundantnimi arhitekturami in strategijami nadzora.

Ker računalniške gruče z-visoko gostoto povečajo toplotne obremenitve na omaro, rešitve za tekoče hlajenje-kot sta hladno-plošče in potopno hlajenje-prenašajo toploto bolj neposredno v-vodni sistem na strani objekta. Za podjetniške stranke se je zanka kroženja hladilne vode iz zgolj pomožnega sistema razvila v temelj neprekinjenega poslovanja; kakršna koli nestabilnost v pretoku ali diferenčnem tlaku ne vpliva le na ravni udobja, ampak povzroči dušenje strežnika, sistemske alarme ali celo izpade storitev.

Vertikalne večstopenjske centrifugalne črpalkeuporabljajo več tekačev, da dosežejo visoko tlačno višino znotraj kompaktnega odtisa, zaradi česar so idealni za scenarije z omejeno površino tal, visoko odpornostjo cevnega sistema in zahtevo po stabilnem diferenčnem tlaku. Njihova navpična konfiguracija olajša integrirane postavitve, medtem ko so vzporedne razporeditve črpalk in-krmilniki pogona s spremenljivo frekvenco (VFD) zlahka vključeni v modularne hladilne postaje. Vendar primernost ne pomeni, da je uporaba enaka-velikosti-primerna-vsem«: preprosta izbira velike črpalke na podlagi največjega pretoka in največje višine lahko povzroči, da sistem dlje časa deluje izven svojega visokega{6}}območja učinkovitosti v pogojih nizke-obremenitve, s čimer izniči-prihranke energije zaradi izgub pri dušenju, pogostih zagonov-ustavitev ciklov in operativne neučinkovitosti.

Zanesljivost je glavna skrb. Zasnova sistema črpalke mora biti usklajena s sistemskim sporazumom o ravni storitev in ne le označena z "N+1.". Potrebno je nadaljnje preverjanje, da se zagotovi, da se lahko rezervna črpalka po okvari katere koli delujoče črpalke samodejno vključi v dovoljenem časovnem okviru; da nihanje tlaka med preklopom ne sproži zaščitnih mehanizmov na strani CDU ali strežnika; in da ne ostane nobena posamezna točka okvare v zvezi s protipovratnimi ventili, pretvorniki s spremenljivo frekvenco (VFD), senzorji, krmilnimi napajalniki ali skupnimi glavami. Za kritična delovna področja se lahko uporabijo strategije, kot so vzporedne konfiguracije črpalk, rotacijsko delovanje, conska oskrba z vodo ali sistemi z dvojnim-razvodnikom, s simulacijami napak, vključenimi v integrirani postopek zagona in prevzema.

Obremenitve podatkovnega centra nihajo skozi vse leto. Stroški električne energije so v prvi vrsti določeni s skupno učinkovitostjo črpalk v različnih območjih obremenitve in zmožnostjo nadzornega sistema, da vzdržuje delovne točke v bližini visoko-območja učinkovitosti. Ocene javnih naročil bi se morale osredotočiti na "letno porabo energije" in ne na učinkovitost na eni sami ocenjeni točki; to vključuje izračun vhodne moči na podlagi tipičnih profilov obremenitev-ur pri različnih stopnjah pretoka, višinah in številu vzporednih črpalk, hkrati pa upošteva učinkovitost motorja, izgube pogona s spremenljivo frekvenco (VFD), izgube pri dušenju ventilov in nastavitve previsokega diferenčnega tlaka. Dobro-zasnovana strategija, ki združuje stopenjsko zaporedje črpalk z koordinacijo VFD, na splošno nudi večjo stabilnost kot delovanje ene same velike črpalke pri nizki frekvenci za daljša obdobja in se bolje prilagaja variacijam obremenitve, povezanim s postopno gradnjo.

Veliki-tekočinsko{1}}hlajeni podatkovni centri so pogosto dostavljeni v fazah. Črpalne postaje bi morale vključevati določbe za prihodnje povezave, nadzorno zmogljivost in razumne hidravlične rezerve-ne da bi dovolile, da bi te rezerve povzročile dolgoročno-operativno neučinkovitost. Vrhunski pristop je razčleniti končno lestvico na module, ki jih je mogoče ponoviti, pri čemer vsak modul definira projektni pretok, dovoljen padec tlaka, število črpalnih enot in nadzorne meje; dodatni moduli ali črpalne enote iste specifikacije se lahko dodajo, ko se na spletu pojavijo nove strežniške dvorane. Ta strategija se izogiba neučinkovitosti "prevelike opreme za majhno obremenitev" v začetni fazi, hkrati pa zmanjšuje tveganja, povezana s spreminjanjem glavnih cevovodov in izvajanjem prekinitev sistema med nadaljnjimi širitvami.

Možnost vzdrževanja opreme neposredno vpliva na srednji čas do popravila (MTTR). Čeprav imajo navpične večstopenjske črpalke majhen odtis, mora postavitev mesta še vedno upoštevati prostor za dviganje motorja, dostopne poti za zamenjavo mehanskega tesnila, prostor za razstavljanje sklopke, osnovno drenažo in izolacijo za vzdrževanje. Točke za spremljanje morajo vsaj pokrivati ​​vstopni in izstopni tlak, diferenčni tlak, pretok, tok motorja, vibracije in temperature ležajev ali motorjev; podatke iz kritičnih točk je treba integrirati v BMS ali DCIM. Namesto preproste namestitve več senzorjev je pomembneje določiti alarmne pragove, izhodišča trendov in odzivne protokole, kar osebju, ki opravlja dejavnosti in vzdrževanje, omogoča razlikovanje med težavami, kot so zamašitev sita, anomalije ventilov, tveganja kavitacije in degradacija opreme.

Pri komercialnih ocenah B2B je treba stroške razčleniti na opremo, namestitev in zagon, porabo energije, načrtovano vzdrževanje, rezervne dele, izgube zaradi izpadov in razširitev zmogljivosti ali naknadno opremljanje. Pri črpalnih postajah, ki delujejo-celo leto, poraba energije in tveganje izpadov pogosto zahtevata več pozornosti kot začetna razlika v ceni. Zato je treba od dobaviteljev zahtevati, da zagotovijo krivulje delovanja, dovoljena delovna območja, podatke o učinkovitosti, specifikacije glede vibracij in hrupa, podrobnosti o materialih in tesnilih, sezname rezervnih delov in zaveze glede odziva na storitve ter jasno opredelijo mehanizme sprejemanja in popravljanja za primere, ko zmogljivost odstopa od zajamčenih vrednosti.

Najprej jasno določite meje oblikovanja.
Vhodni parametri morajo vsebovati najmanj: trenutne in končne obremenitve IT; temperature dovoda in povratka; konstrukcijska temperaturna razlika; stopnje pretoka za vsako vejo; padec tlaka najbolj kritičnega tokokroga; dovoljene meje tlaka za opremo in cevovode; ter zahteve glede sestave tekočine in kakovosti vode. Stopnja pretoka je običajno določena s toplotno obremenitvijo in temperaturno razliko, medtem ko je treba višino črpalke izračunati na podlagi dejanskega upora cevi, ventilov, izmenjevalnikov toplote in končnih enot. Višine stavbe ne bi smeli uporabljati kot preprost približek za glavo zaprtega-sistema, prav tako negotovosti ne bi smeli mehansko združevati v pretirano visok varnostni faktor.

Drugič, zagotovite, da delovne točke pokrivajo dejanski profil obremenitve.
Na krivulji črpalke označite minimalne, tipične in najvišje delovne pogoje; preverite, ali te točke spadajo v proizvajalčevo dovoljeno neprekinjeno delovno območje; in ocenite neto pozitivno sesalno višino (NPSH). Nizko{1}}frekvenčno delovanje zahteva pozornost na odvajanje toplote motorja, minimalne stopnje pretoka, stabilnost krmiljenja in mehansko resonanco. Za vzporedne konfiguracije črpalk analizirajte delovne točke in učinkovitost za scenarije z eno-črpalko, dvojno-črpalko in več-črpalko. Nastavitve pogona s spremenljivo frekvenco (VFD) morajo biti usklajene z lokacijo senzorja diferenčnega tlaka; namestitev senzorja preblizu črpalke lahko povzroči previsok diferenčni tlak na terminalu in nepotrebno porabo energije.

Tretjič, uskladite materiale in tesnila s kakovostjo vode.
Deli iz nerjavečega jekla, ki so v stiku z vodo, na splošno izboljšajo čistočo in odpornost proti koroziji, vendar mora končna izbira upoštevati ravni kloridnih ionov, koncentracije glikola (etilena ali propilena), pH vrednosti, delovne temperature in metodo priprave vode. Materiali za mehanska tesnila in O-tesnila ter pogoji mazanja morajo biti združljivi s tekočim medijem. Če je sistem zelo občutljiv na delce, namestite ustrezno filtracijo pred črpalko in spremljajte diferenčni tlak, da preprečite napačno diagnosticiranje težav z zamašitvijo kot nezadostno zmogljivost črpalke.

Četrtič, zagotovite, da je nadzorne strategije mogoče preizkusiti.
Določite posebne načine delovanja, kot so normalno delovanje, nizka obremenitev, razširitev sistema, okvara ene -črpalke, okvara senzorja, obnovitev napajanja in požarni/nujni načini. Logika krmiljenja mora vključevati mehak zagon, stopenjsko uravnavanje črpalke (preklapljanje števila aktivnih črpalk), proti-ciklično (preprečevanje pogostih zagonov/ustavitev), uravnoteženje časa delovanja, zaščito pred minimalnim pretokom in redno samo-testiranje rezervnih črpalk. Ob dostavi mora preverjanje preseči preprosto potrditev delovanja črpalke; prav tako mora potrditi obnovitvene čase diferenčnega tlaka, obsege nihanj, poročanje o alarmih in zmožnosti ročne preglasitve v različnih scenarijih.

Napačno prepričanje 1: Primerjava samo nabavne cene. Neupoštevanje dejavnikov, kot so poraba energije, izgube zaradi izpadov in dobavni roki rezervnih delov, lahko spremeni-cenovno opremo v visoko-cenovno sredstvo.

Napačno prepričanje 2: Uporaba čezmernih varnostnih rezerv na podlagi najvišjih delovnih pogojev. To povzroči, da delovna točka nenehno odstopa od območja visoke-učinkovitosti, kar povzroči hrup, vibracije, izgube pri dušenju in nestabilnost krmiljenja.

Napačno prepričanje 3: Enačenje "N+1" z visoko razpoložljivostjo. Če komponente, kot so senzorji, krmilniki, sistemi za distribucijo električne energije ali skupni cevovodi, ostanejo posamezne točke okvare, redundanca obstaja le na papirju.

Napačno prepričanje 4: Ob predpostavki, da pogon s spremenljivo frekvenco (VFD) samodejno zagotavlja prihranke energije. Dejanski prihranki so odvisni od karakteristik upora sistema, nastavljenih vrednosti, postavitve senzorjev in usklajenega delovanja več enot.

Napačno prepričanje 5: Sprejem opreme obravnava kot sprejem sistema. Črpalka, ki sama po sebi izpolnjuje specifikacije zmogljivosti, ne zagotavlja, da lahko zadovolji-zahteve končnega uporabnika v dejanskem cevnem omrežju ali med scenariji preklopa.

Za velike-tekočinsko{1}}hlajene podatkovne centre je osrednja vrednost navpičnih večstopenjskih centrifugalnih črpalk njihova sposobnost zagotavljanja stabilnega diferenčnega tlaka s kompaktnim odtisom, hkrati pa se prilagajajo nihanjem obremenitve s konfiguracijami vzporednih črpalk in spremenljivim-nadzorom frekvence. Vendar tisto, kar stranke B-strani na koncu kupijo, ni le "pretok in višina", temveč zmogljivost hlajenja, ki zagotavlja dosledno delovanje v letih delovanja.

Zrela rešitev mora izpolnjevati štiri ključne zahteve: ohranjanje hlajenja za kritične obremenitve kljub kateri koli točki okvare; vzdrževanje razumne učinkovitosti v dejanskih profilih obremenitve; zmanjševanje izpadov zaradi naknadnega opremljanja med postopnim širjenjem zmogljivosti; ter omogočanje hitre lokalizacije napak in obnove med anomalijami. Samo z vključitvijo teh ciljev v konstrukcijske specifikacije, pogoje javnega naročila, integrirane protokole za zagon in izhodišča O&M, se lahko vertikalna večstopenjska centrifugalna črpalka razvije iz zgolj kosa opreme v zanesljivo sredstvo, ki podpira stalno rast računalniških operacij.