Vertikālu daudzpakāpju centrbēdzes sūkņu pielietošana liela mēroga{0}}šķidruma-dzesētajos datu centros

Lēmuma kopsavilkums|Liela mēroga -šķidruma-dzesējamiem datu centriem sūkņa izvēle nav tikai atsevišķu vienību iegāde; tas ir lēmums, kas līdzsvaro dzesēšanas pieejamību, ar PUE{2}}saistīto enerģijas patēriņu, mērogojamību un darbības sarežģītību. Vertikālo daudzpakāpju centrbēdzes sūkņu priekšrocības izpaužas kvantitatīvā biznesa vērtībā tikai tad, ja to atbalsta atbilstošas ​​sistēmas robežas, liekas arhitektūras un vadības stratēģijas.

Tā kā augsta{0}}blīvuma skaitļošanas kopas palielina termiskās slodzes uz vienu statīvu, šķidruma dzesēšanas risinājumi-, piemēram, aukstā-plāksne un iegremdēšanas dzesēšana-pārvada siltumu tiešāk uz iekārtas-pusūdens sistēmu. Uzņēmuma klientiem dzesēšanas ūdens cirkulācijas cilpa ir attīstījusies no vienkāršas palīgsistēmas par darbības nepārtrauktības stūrakmeni; jebkura plūsmas ātruma vai diferenciālā spiediena nestabilitāte ne tikai ietekmē komforta līmeni, bet arī izraisa servera droseles, sistēmas trauksmes signālus vai pat pakalpojumu pārtraukumus.

Vertikālie daudzpakāpju centrbēdzes sūkņiizmantojiet vairākus lāpstiņriteņus, lai sasniegtu augstu augstumu ar kompaktu platību, padarot tos ideāli piemērotus scenārijiem ar ierobežotu grīdas platību, augstu cauruļvadu sistēmas pretestību un prasību pēc stabila diferenciālā spiediena. To vertikālā konfigurācija atvieglo integrētus izkārtojumus, savukārt paralēli sūkņu izvietojumi un mainīgas-frekvences piedziņas (VFD) vadības ierīces ir viegli iekļautas modulārajās dzesēšanas stacijās. Tomēr piemērotība nenozīmē "viena izmēra-piemērotu-visiem" lietojumu: vienkārši izvēloties lielu sūkni, pamatojoties uz maksimālo plūsmu un maksimālo spiedienu, sistēma var ilgstoši darboties ārpus tās augstās-efektivitātes diapazona zemas-slodzes apstākļos, tādējādi liedzot enerģijas{8}}lielākos ietaupījumus{9}. cikli un darbības neefektivitāte.

Uzticamība ir galvenā problēma. Sūkņa sistēmas konstrukcija ir jāsaskaņo ar sistēmas SLA, nevis vienkārši jāmarķē ar "N+1.". Ir nepieciešama turpmāka pārbaude, lai nodrošinātu, ka pēc jebkura strādājoša sūkņa atteices rezerves sūknis var automātiski ieslēgties pieļaujamajā laika posmā; ka spiediena svārstības pārslēgšanās laikā neizraisa aizsardzības mehānismus CDU vai servera pusē; un ka nepaliek neviens bojājuma punkts attiecībā uz pretvārstiem, mainīgas frekvences piedziņām (VFD), sensoriem, vadības barošanas avotiem vai kopējām galvenēm. Kritiskās darbības jomās var izmantot tādas stratēģijas kā paralēlas sūkņu konfigurācijas, rotācijas darbība, zonēta ūdens padeve vai dubultās -galvenes sistēmas, integrētajā nodošanas ekspluatācijā un pieņemšanas procesā iekļaujot atteices simulācijas.

Datu centru slodzes svārstās visu gadu. Elektrības izmaksas galvenokārt nosaka sūkņu kopējā efektivitāte dažādos slodzes diapazonos un vadības sistēmas spēja uzturēt darbības punktus augstas efektivitātes zonas tuvumā. Iepirkuma novērtējumos būtu jākoncentrējas uz "ikgadējo enerģijas patēriņu", nevis efektivitāti vienā nominālā punktā; tas ietver ievades jaudas aprēķināšanu, pamatojoties uz tipiskiem slodzes -stundu profiliem dažādiem plūsmas ātrumiem, augstumiem un paralēlo sūkņu skaitam, vienlaikus ņemot vērā arī motora efektivitāti, mainīgas frekvences piedziņas (VFD) zudumus, vārsta droseles zudumus un pārmērīga diferenciālā spiediena iestatījumus. Labi-izstrādāta stratēģija, kas apvieno pakāpenisku sūkņu secību ar VFD koordināciju, parasti nodrošina lielāku stabilitāti nekā viena liela sūkņa ilgstoša darbība zemā frekvencē, un tā labāk pielāgojas slodzes izmaiņām, kas saistītas ar pakāpenisku konstrukciju.

Liela mēroga-šķidruma-dzesēšanas datu centri bieži tiek piegādāti fāzēs. Sūkņu stacijās ir jāiekļauj noteikumi par turpmākajiem savienojumiem, vadības jaudu un saprātīgām hidrauliskajām rezervēm-, neļaujot šīm rezervēm izraisīt ilgtermiņa-darbības neefektivitāti. Labāka pieeja ir sadalīt galīgo mērogu replikējamos moduļos, kur katrs modulis nosaka projektēto plūsmas ātrumu, pieļaujamo spiediena kritumu, sūkņa bloku skaitu un vadības robežas; Pēc tam var pievienot papildu moduļus vai sūkņu blokus ar tādu pašu specifikāciju, kad tiešsaistē nonāk jaunas serveru zāles. Šī stratēģija ļauj izvairīties no "liela izmēra aprīkojuma mazai slodzei" neefektivitātes sākotnējā fāzē, vienlaikus samazinot riskus, kas saistīti ar galveno cauruļvadu pārveidošanu un sistēmas pārslēgšanu turpmāko paplašināšanas laikā.

Iekārtas apkope tieši ietekmē vidējo remonta laiku (MTTR). Lai gan vertikālajiem daudzpakāpju sūkņiem ir mazs nospiedums, vietas izkārtojumā joprojām ir jāņem vērā motora pacelšanas attālums, piekļuves ceļi mehāniskās blīves nomaiņai, vieta sakabes demontāžai, pamatnes drenāža un izolācijas nosacījumi apkopei. Uzraudzības punktiem vismaz jāaptver ieplūdes un izplūdes spiediens, diferenciālais spiediens, plūsmas ātrums, motora strāva, vibrācija un gultņu vai motora temperatūra; dati no kritiskajiem punktiem ir jāintegrē BMS vai DCIM. Tā vietā, lai vienkārši uzstādītu vairāk sensoru, svarīgāk ir noteikt trauksmes sliekšņus, tendenču bāzes līnijas un atbildes protokolus, ļaujot operatoriem un apkopes personālam atšķirt tādas problēmas kā sietiņa aizsērēšana, vārstu anomālijas, kavitācijas riski un aprīkojuma degradācija.

B2B komerciālajos novērtējumos izmaksas ir jāsadala iekārtās, uzstādīšanā un nodošanā ekspluatācijā, enerģijas patēriņā, plānotajā apkopē, rezerves daļās, dīkstāves radītajos zudumos un jaudas paplašināšanā vai modernizācijā. Sūkņu stacijām, kas darbojas visu gadu, enerģijas patēriņš un dīkstāves risks bieži vien prasa lielāku uzmanību nekā sākotnējā cenu atšķirība. Tāpēc būtu jāpieprasa piegādātājiem sniegt darbības līknes, pieļaujamos darbības diapazonus, efektivitātes datus, vibrācijas un trokšņa specifikācijas, informāciju par materiāliem un blīvējumu, rezerves daļu sarakstus un servisa atbildes saistības, kā arī skaidri definēt pieņemšanas un labošanas mehānismus gadījumos, kad veiktspēja atšķiras no garantētajām vērtībām.

Pirmkārt, skaidri definējiet dizaina robežas.
Ievades parametros jāietver vismaz: pašreizējā un galīgā IT slodze; pieplūdes un atgaitas temperatūra; projektētās temperatūras starpība; plūsmas ātrumi katram atzaram; kritiskākās ķēdes spiediena kritums; pieļaujamās spiediena robežas iekārtām un cauruļvadiem; un šķidruma sastāva un ūdens kvalitātes prasības. Plūsmas ātrumu parasti nosaka termiskā slodze un temperatūras starpība, savukārt sūkņa augstums jāaprēķina, pamatojoties uz cauruļvadu, vārstu, siltummaiņu un spaiļu bloku faktisko pretestību. Ēkas augstumu nedrīkst izmantot kā vienkāršu slēgtas -cilpas sistēmas galvas aizstājēju, kā arī nenoteiktības nevajadzētu mehāniski apkopot pārāk augstā drošības koeficientā.

Otrkārt, pārliecinieties, ka darbības punkti aptver faktisko slodzes profilu.
Sūkņa līknē atzīmējiet minimālos, tipiskos un maksimālos darbības apstākļus; pārbauda, ​​vai šie punkti ietilpst ražotāja atļautajā nepārtrauktas darbības diapazonā; un novērtējiet neto pozitīvo sūkšanas galvu (NPSH). Zemas frekvences darbībai ir jāpievērš uzmanība motora siltuma izkliedei, minimālajiem plūsmas ātrumiem, vadības stabilitātei un mehāniskajai rezonansei. Paralēlām sūkņu konfigurācijām analizējiet darbības punktus un efektivitāti viena-sūkņa, divu-sūkņu un vairāku{5}}sūkņu scenārijos. Mainīgas frekvences piedziņas (VFD) iestatījumiem ir jāsakrīt ar diferenciālā spiediena sensora atrašanās vietu; sensora novietošana pārāk tuvu sūknim var izraisīt pārmērīgu spaiļu diferenciālo spiedienu un nevajadzīgu enerģijas patēriņu.

Treškārt, izlīdziniet materiālus un blīves ar ūdens kvalitāti.
Nerūsējošā tērauda samitrinātās daļas parasti uzlabo tīrību un izturību pret koroziju, taču galīgajā atlasē jāņem vērā hlorīda jonu līmenis, glikola (etilēna vai propilēna) koncentrācija, pH vērtības, darba temperatūra un papildūdens metode. Mehānisko blīvējumu un O-gredzenu materiāliem, kā arī eļļošanas apstākļiem ir jābūt saderīgiem ar šķidro vidi. Ja sistēma ir ļoti jutīga pret daļiņām, uzstādiet atbilstošu filtrēšanu pirms sūkņa un uzraugiet diferenciālo spiedienu, lai izvairītos no aizsērēšanas problēmu kļūdainas diagnosticēšanas kā nepietiekamas sūkņa jaudas.

Ceturtkārt, pārliecinieties, ka kontroles stratēģijas ir pārbaudāmas.
Definējiet konkrētus darbības režīmus, piemēram, parasto darbību, zemu slodzi, sistēmas paplašināšanu, viena -sūkņa kļūmi, sensora kļūmi, strāvas padeves atjaunošanu un ugunsgrēka/avārijas režīmus. Vadības loģikā jāietver mīksta palaišana, sūkņa ieslēgšana (aktīvo sūkņu skaita pārslēgšana), pret-ciklēšana (biežas palaišanas/apturēšanas novēršana), darbības laika balansēšana, minimālās plūsmas aizsardzība un periodiska rezerves sūkņu paš{3}}pārbaude. Pēc piegādes verifikācijai ir jāaptver tikai sūkņa darbības apstiprināšana; tai ir arī jāapstiprina diferenciālā spiediena atjaunošanas laiki, svārstību diapazoni, trauksmes ziņošana un manuālas ignorēšanas iespējas dažādos scenārijos.

Nepareizs priekšstats 1: Salīdzinot tikai pirkuma cenu. Ignorējot tādus faktorus kā enerģijas patēriņš, zudumi dīkstāves dēļ un rezerves daļu piegādes laiks, zemo-cenas aprīkojums var pārvērsties par augsto-izmaksu.

Nepareizs priekšstats 2: pārmērīgu drošības rezervju piemērošana, pamatojoties uz maksimālajiem darbības apstākļiem. Tas izraisa darbības punkta pastāvīgu novirzi no augstas efektivitātes zonas, kā rezultātā rodas troksnis, vibrācija, droseles zudumi un vadības nestabilitāte.

Nepareizs priekšstats 3: “N+1” pielīdzināšana augstajai pieejamībai. Ja tādi komponenti kā sensori, kontrolleri, elektroenerģijas sadales sistēmas vai parastie cauruļvadi joprojām ir atsevišķi bojājuma punkti, dublēšana pastāv tikai uz papīra.

Nepareizs priekšstats 4: Pieņemot, ka mainīgas frekvences piedziņa (VFD) automātiski nodrošina enerģijas ietaupījumu. Faktiskie ietaupījumi ir atkarīgi no sistēmas pretestības raksturlielumiem, iestatītajām vērtībām, sensoru izvietojuma un vairāku vienību koordinētas darbības.

Nepareizs priekšstats 5: Aprīkojuma pieņemšanu uzskatīt par sistēmas pieņemšanu. Sūknis, kas atbilst veiktspējas specifikācijām atsevišķi, negarantē, ka tas var apmierināt gala lietotāju prasības faktiskajā cauruļvadu tīklā vai kļūmjpārlēces scenāriju laikā.

Liela mēroga -šķidruma-dzesētajos datu centros vertikālo daudzpakāpju centrbēdzes sūkņu galvenā vērtība ir to spēja nodrošināt stabilu diferenciālo spiedienu ar kompaktu nospiedumu, vienlaikus pielāgojoties slodzes svārstībām, izmantojot paralēlas sūkņa konfigurācijas un mainīgu-frekvences vadību. Tomēr klienti galu galā iegādājas ne tikai "plūsmas ātrumu un augstumu", bet arī dzesēšanas iespēju, kas nodrošina nemainīgu veiktspēju vairāku gadu garumā.

Nobriedušam risinājumam jāatbilst četrām galvenajām prasībām: dzesēšanas uzturēšana kritiskām slodzēm, neskatoties uz jebkuru atteices punktu; saprātīgas efektivitātes uzturēšana faktiskajos slodzes profilos; dīkstāves laika samazināšana modernizācijai pakāpeniskas jaudas paplašināšanas laikā; un nodrošina ātru bojājumu lokalizāciju un atjaunošanu anomāliju laikā. Tikai iekļaujot šos mērķus projektēšanas specifikācijās, iepirkuma noteikumos, integrētajos ekspluatācijas nodošanas protokolos un O&M pamatlīnijās, vertikālais daudzpakāpju centrbēdzes sūknis var kļūt no vienkāršas iekārtas par uzticamu līdzekli, kas atbalsta skaitļošanas darbību vienmērīgu izaugsmi.