יישום של משאבות צנטריפוגליות רב-שלביות אנכיות במרכזי נתונים מקוררים-בקנה מידה גדול של נוזלים-

סיכום החלטות|עבור מרכזי נתונים מקוררים ב-קנה מידה נוזלי- גדולים, בחירת משאבה אינה רק עניין של רכישת יחידות בודדות; זוהי החלטה שמאזנת בין זמינות הקירור, צריכת אנרגיה- הקשורה ל-PUE, מדרגיות ומורכבות תפעולית. היתרונות של משאבות צנטריפוגליות רב-שלביות אנכיות מתורגמים לערך עסקי שניתן לכמת רק כאשר הם נתמכים על ידי גבולות מערכת מתאימים, ארכיטקטורות מיותרות ואסטרטגיות בקרה.

מכיוון שצבירי מחשוב בצפיפות- גבוהה מעלים עומסים תרמיים לכל מתלה, פתרונות קירור נוזליים-כגון-צלחות קרה וקירור טבילה-מעבירים חום ישירות יותר למתקן-מערכת המים הצדדית. עבור לקוחות ארגוניים, לולאת זרימת מי הקירור התפתחה ממערכת עזר גרידא לאבן יסוד של המשכיות עסקית; כל חוסר יציבות בקצב הזרימה או בלחץ ההפרש לא רק משפיע על רמות הנוחות אלא מוביל למצערת שרת, להתראות מערכת, או אפילו הפסקות שירות.

משאבות צנטריפוגליות רב-שלביות אנכיותהשתמש במספר אימפלרים כדי להשיג ראש גבוה בתוך טביעת רגל קומפקטית, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור תרחישים עם שטח רצפה מוגבל, התנגדות גבוהה למערכת צנרת ודרישה ללחץ דיפרנציאלי יציב. התצורה האנכית שלהם מקלה על פריסות משולבות, בעוד שסידורי משאבה מקבילים ובקרות כונן תדרים משתנה-(VFD) משולבים בקלות בתחנות קירור מודולריות. עם זאת, התאמה אינה מרמזת על יישום "אחד-מתאים-לכולם: בחירה במשאבה גדולה על סמך שיא הזרימה והראש המרבי יכולה לגרום למערכת לפעול מחוץ לטווח-היעילות הגבוהה שלה לתקופות ממושכות במהלך תנאי עומס-נמוכים, ובכך לשלול אובדן-אנרגיה{9}, ולחסוך{9}}תועלת{9}}תכופים. מחזוריות, וחוסר יעילות תפעולית.

אמינות היא הדאגה העיקרית. תכנון מערכת המשאבה צריך להיות מיושר עם ה-SLA של המערכת במקום פשוט לסמן "N+1." נדרש אימות נוסף כדי להבטיח שבעקבות תקלה של משאבה פועלת כלשהי, משאבת ההמתנה יכולה לפעול אוטומטית במסגרת הזמן המותרת; שתנודות הלחץ במהלך המעבר אינן מפעילות מנגנוני הגנה בצד ה-CDU או השרת; ושלא נותרו נקודות כשל בודדות לגבי שסתומי סימון, כונני תדר משתנה (VFD), חיישנים, ספקי כוח בקרה או כותרות נפוצות. עבור אזורים תפעוליים קריטיים, ניתן להשתמש באסטרטגיות כגון תצורות משאבות מקבילות, תפעול סיבובי, אספקת מים אזורית או מערכות - כפולות, עם סימולציות של כשל המשולבות בתהליך ההפעלה והקבלה המשולבים.

עומסי מרכז הנתונים משתנים לאורך השנה. עלויות החשמל נקבעות בעיקר על ידי היעילות המצרפית של המשאבות בטווחי עומס שונים והיכולת של מערכת הבקרה לשמור על נקודות הפעלה בקרבת אזור היעילות הגבוהה-. הערכות רכש צריכות להתמקד ב"צריכת אנרגיה שנתית" ולא ביעילות בנקודה מדורגת אחת; זה כרוך בחישוב הספק קלט בהתבסס על פרופילי שעות עומס טיפוסיים על פני קצבי זרימה, ראשים ומספרים משתנים של משאבות מקבילות, תוך התחשבות גם ביעילות המנוע, הפסדי הנעה בתדר משתנה (VFD), הפסדי מצערת שסתומים והגדרות לחץ דיפרנציאלי מופרז. אסטרטגיה-מעוצבת היטב המשלבת רצף משאבות מבוים עם תיאום VFD מציעה בדרך כלל יציבות רבה יותר מאשר הפעלת משאבה אחת גדולה בתדירות נמוכה לתקופות ממושכות, והיא מתאימה יותר לשינויי עומס הקשורים לבנייה בשלבים.

מרכזי נתונים מקוררים-בקנה מידה נוזלי-מועברים לעתים קרובות בשלבים. תחנות שאיבה צריכות לכלול הוראות לחיבורים עתידיים, קיבולת בקרה ומרווחים הידראוליים סבירים-מבלי לאפשר למרווחים הללו לגרום ל-חוסר יעילות תפעולית לטווח ארוך. גישה מעולה היא לפרק את קנה המידה האולטימטיבי למודולים הניתנים לשכפול, כאשר כל מודול מגדיר את קצב הזרימה התכנון, ירידת הלחץ המותרת, מספר יחידות המשאבה וגבולות הבקרה; לאחר מכן ניתן להוסיף מודולים נוספים או יחידות משאבה מאותו מפרט כאשר אולמות שרתים חדשים נכנסים לאינטרנט. אסטרטגיה זו מונעת את חוסר היעילות של "ציוד גדול מדי לעומס קטן" במהלך השלב הראשוני תוך הפחתת הסיכונים הכרוכים בשינוי הצנרת הראשית וביצוע חיתוך מערכת במהלך ההרחבות הבאות.

תחזוקה של ציוד משפיעה ישירות על הזמן הממוצע לתיקון (MTTR). למרות שלמשאבות רב-שלביות אנכיות יש טביעת רגל קטנה, פריסת האתר עדיין חייבת לקחת בחשבון את מרווח הרמת המנוע, שבילי גישה להחלפת אטם מכני, מקום לפירוק צימוד, ניקוז בסיס והוראות בידוד לתחזוקה. נקודות ניטור צריכות לכסות במינימום לחץ כניסה ויציאה, לחץ דיפרנציאלי, קצב זרימה, זרם מנוע, רטט וטמפרטורות מסבים או מנוע; יש לשלב נתונים מנקודות קריטיות ב-BMS או DCIM. במקום פשוט להתקין יותר חיישנים, חשוב יותר לקבוע ספי אזעקה, קווי בסיס מגמה ופרוטוקולי תגובה, המאפשרים לאנשי תפעול ותחזוקה להבחין בין נושאים כמו סתימת מסננת, חריגות בשסתומים, סיכוני קוויטציה והידרדרות ציוד.

בהערכות מסחריות B2B, יש לחלק את העלויות לציוד, התקנה והפעלה, צריכת חשמל, תחזוקה מתוזמנת, חלקי חילוף, הפסדים עקב השבתה, והרחבת קיבולת או התאמה מחדש. עבור תחנות משאבה הפועלות כל השנה-, צריכת החשמל והסיכון להשבתה מחייבים לעתים קרובות תשומת לב רבה יותר מהפרש המחיר ההתחלתי. לכן, יש לדרוש מהספקים לספק עקומות ביצועים, טווחי פעולה מותרים, נתוני יעילות, מפרטי רעידות ורעש, פרטים על חומרים ואיטום, רשימות חלקי חילוף והתחייבויות לתגובת שירות, וכן להגדיר בבירור מנגנוני קבלה ותיקון למקרים שבהם הביצועים חורגים מהערכים המובטחים.

ראשית, הגדירו בבירור את גבולות העיצוב.
פרמטרי קלט חייבים לכלול, לכל הפחות: עומסי IT נוכחיים וסופיים; טמפרטורות אספקה ​​והחזרה; הפרש טמפרטורת עיצוב; קצבי זרימה לכל ענף; ירידת לחץ של המעגל הקריטי ביותר; מגבלות לחץ מותרות עבור ציוד וצנרת; ודרישות הרכב הנוזל ואיכות המים. קצב הזרימה נקבע בדרך כלל על ידי העומס התרמי והפרש הטמפרטורה, בעוד שראש המשאבה צריך להיות מחושב על סמך ההתנגדות בפועל של צנרת, שסתומים, מחליפי חום ויחידות מסוף. אין להשתמש בגובה הבניין כפרוקסי פשוט לראש של מערכת לולאה סגורה-, וגם אי-ודאויות אסורות להצטבר באופן מכני למקדם בטיחות גבוה מדי.

שנית, ודא שנקודות ההפעלה מכסות את פרופיל העומס בפועל.
סמן את תנאי ההפעלה המינימליים, האופייניים והשיא על עקומת המשאבה; ודא שנקודות אלו נופלות בטווח הפעולה הרציף המותר של היצרן; ולהעריך את ראש יניקה חיובי נטו (NPSH). פעולה בתדר-נמוך דורשת תשומת לב לפיזור חום המנוע, קצבי זרימה מינימליים, יציבות בקרה ותהודה מכנית. עבור תצורות משאבות מקבילות, נתח את נקודות הפעולה והיעילות עבור תרחישי משאבה-יחידה, משאבה כפולה-ומרובת-משאבה. הגדרות כונן תדר משתנה (VFD) חייבות להתיישר עם מיקום חיישן הלחץ ההפרש; מיקום החיישן קרוב מדי למשאבה עלול לגרום ללחץ דיפרנציאלי מוגזם וצריכת אנרגיה מיותרת.

שלישית, יש ליישר את החומרים והאטמים לאיכות המים.
חלקים הרטובים מנירוסטה משפרים בדרך כלל את הניקיון ועמידות בפני קורוזיה, אך הבחירה הסופית חייבת לקחת בחשבון את רמות יוני הכלוריד, ריכוזי גליקול (אתילן או פרופילן), ערכי pH, טמפרטורות פעולה ושיטת מי האיפור. חומרים עבור אטמים מכניים וטבעות O-, כמו גם תנאי סיכה, חייבים להיות תואמים לתווך הנוזל. אם המערכת רגישה מאוד לחלקיקים, התקן סינון מתאים במעלה הזרם של המשאבה ונטר לחץ דיפרנציאלי כדי למנוע אבחון שגוי של בעיות סתימה כקיבולת משאבה לא מספקת.

רביעית, ודא שאסטרטגיות בקרה ניתנות לבדיקה.
הגדר מצבי הפעלה ספציפיים, כגון פעולה רגילה, עומס נמוך, הרחבת מערכת, כשל במשאבה-יחידה, כשל בחיישן, שחזור חשמל ומצבי שריפה/חירום. לוגיקית הבקרה צריכה לכלול התנעה רכה, הצבת משאבות (החלפת מספר המשאבות הפעילות), אנטי- רכיבה על אופניים (מניעת התחלות/עצירות תכופות), איזון זמן ריצה, הגנת זרימה מינימלית ובדיקה עצמית-ת תקופתית של משאבות המתנה. עם המסירה, האימות חייב להיות מעבר לאישור הפעלת המשאבה; כמו כן, עליו לאמת זמני התאוששות לחץ דיפרנציאלי, טווחי תנודות, דיווח אזעקות ויכולות עקיפה ידנית על פני תרחישים שונים.

תפיסה מוטעית 1: השוואת מחיר הרכישה בלבד. התעלמות מגורמים כגון צריכת חשמל, הפסדים כתוצאה מזמן השבתה וזמני אספקת חלקי חילוף עלולה להפוך ציוד בעלויות-נמוכות לנכס בעלויות-גבוהות.

תפיסה מוטעית 2: החלת מרווחי בטיחות מוגזמים על בסיס תנאי הפעלה שיא. זה גורם לנקודת הפעולה לסטות בעקביות מאזור היעילות הגבוהה-, וכתוצאה מכך רעש, רטט, הפסדי מצערת וחוסר יציבות בקרה.

תפיסה מוטעית 3: משווה את "N+1" לזמינות גבוהה. אם רכיבים כגון חיישנים, בקרים, מערכות חלוקת חשמל או צנרת נפוצה נשארים נקודות כשל בודדות, היתירות קיימת רק על הנייר.

תפיסה מוטעית 4: בהנחה שכונן תדר משתנה (VFD) מבטיח באופן אוטומטי חיסכון באנרגיה. החיסכון בפועל תלוי במאפייני ההתנגדות של המערכת, בנקודות ההגדרה, במיקום החיישנים ובפעולה המתואמת של מספר יחידות.

תפיסה מוטעית 5: התייחסות לקבלת ציוד כקבלת מערכת. משאבה העומדת במפרטי הביצועים באופן מבודד אינו מבטיח שהיא יכולה לספק את דרישות משתמש הקצה- בתוך רשת הצנרת בפועל או במהלך תרחישי כשל.

עבור מרכזי נתונים מקוררים בנוזל-בקנה מידה גדול, הערך המרכזי של משאבות צנטריפוגליות רב-שלביות אנכיות טמון ביכולתן לספק לחץ דיפרנציאלי יציב עם טביעת רגל קומפקטית, תוך התאמה לתנודות העומס באמצעות תצורות משאבות מקבילות ובקרת-תדר משתנה. עם זאת, מה שלקוחות בצד -רוכשים בסופו של דבר הוא לא רק "קצב זרימה וראש", אלא יכולת קירור שמספקת ביצועים עקביים לאורך שנות פעילות.

פתרון בוגר חייב לעמוד בארבע דרישות מפתח: שמירה על קירור לעומסים קריטיים למרות כל נקודת כשל בודדת; שמירה על יעילות סבירה על פני פרופילי עומס בפועל; מזעור זמן השבתה עבור התאמה מחדש במהלך הרחבות קיבולת מדורגות; ומאפשר לוקליזציה מהירה של תקלות והתאוששות במהלך חריגות. רק על ידי שילוב יעדים אלה במפרטי עיצוב, תנאי רכש, פרוטוקולי הפעלה משולבים וקווי בסיס של O&M, המשאבה הצנטריפוגלית האנכית רב-שלבית יכולה להתפתח מיחידת ציוד בלבד לנכס אמין התומך בצמיחה המתמדת של פעולות המחשוב.