Jednostka rotacyjna klimatyzatora: urządzenie, zasady podłączenia i ustawienia modułu

Awaria klimatyzatora w biurze nie oznacza zaprzestania pracy personelu, prawda? Zupełnie inaczej sytuacja wygląda w przypadku serwerowni, gdzie konieczne jest nieprzerwane chłodzenie powietrzem.Dzięki włączeniu do systemu jednostki rotacyjnej klimatyzatora eliminowane jest nawet krótkotrwałe przekroczenie dopuszczalnych temperatur.

Rozwiązanie to zapobiega awariom sprzętu serwerowego i stwarza warunki do stabilnej realizacji zadań serwisowych. Porozmawiamy o tym, jak zorganizować blok rotacji. Wyjaśnimy jak zarezerwować klimatyzatory oraz pokażemy jak zainstalować i skonfigurować urządzenie.

Wskaźniki temperatury powietrza w serwerowni

Jednostki rotacyjne instalowane są w systemach klimatyzacyjnych wielu laboratoriów, centrów danych i warsztatów produkcyjnych w branżach zaawansowanych technologii. To integralny element wyposażenia serwerowni, który spotyka się niemal w każdej poważnej organizacji.

W dobie technologii informatycznych nawet nowe, rozwijające się firmy starają się wykorzystywać własny sprzęt serwerowy do przetwarzania, przechowywania i wymiany danych z partnerami i klientami.

Warunki temperaturowe w serwerowni podlegają rygorystycznym wymaganiom, których spełnienie jest możliwe tylko w przypadku obecności dwóch lub więcej klimatyzatorów

Dla sprzętu serwerowego przeznaczone jest oddzielne pomieszczenie technologiczne tzw. serwerownia, w której konieczne jest zachowanie warunków pracy określonych w dokumentacji technicznej producenta. W szczególności jednym z najważniejszych parametrów jest temperatura powietrza.

Według Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji (ASHRAE) temperatura w serwerowniach powinna wynosić od 18°C ​​do 27°C. Większość wyspecjalizowanych firm, np. świadczących usługi hostingowe, nie pozwala, aby temperatura powietrza wzrosła powyżej 24°C.

Wzrost temperatury, nawet krótkotrwały, może spowodować awarię sprzętu serwerowego, a wyeliminowanie wypadku będzie wymagało wymiany drogich podzespołów

Tak rygorystyczne limity temperatur wynikają z cech operacyjnych komputerów serwerowych. Lokalne przegrzanie niektórych urządzeń wchodzących w skład serwera prowadzi do ich awarii. Ostatecznie wszystko sprowadza się do utraty ważnych informacji, zakłóceń w procesach produkcyjnych, handlowych i logistycznych, a w konsekwencji utraty reputacji i zysków.

Nowoczesny serwer wyposażony jest w wewnętrzny system odprowadzania ciepła. Wszystkie elementy wewnętrzne wytwarzające ciepło podczas pracy są chłodzone. Nie da się jednak całkowicie uniknąć wymiany ciepła z powodu nieszczelności obudowy. Pomimo grzejników, a nawet chłodzenia cieczą, temperatura wewnątrz obudowy będzie zbliżona do temperatury otoczenia.

Następujące komponenty są najbardziej wrażliwe na klimatyczne warunki pracy:

• PROCESOR;
• dysk twardy;
• BARAN.

Wraz ze wzrostem temperatury materiały, z których wykonane są elementy dysku twardego, rozszerzają się. Prowadzi to do awarii dysków magnetycznych, głowic i systemów pozycjonowania. Problemy z dyskiem twardym mogą prowadzić do utraty ważnych informacji.

Grzejniki metalowe służą do lokalnego chłodzenia procesorów serwerowych i pamięci RAM, jednak przy znacznym wzroście temperatury otoczenia nie są w stanie zapewnić ochrony przed przegrzaniem

Nowoczesne serwery wyposażane są w urządzenia pamięci o dostępie swobodnym wyposażone we własny pasywny układ chłodzenia (radiatory). Ale to nie zmienia sytuacji. Grzejniki mogą oszczędzać pamięć RAM tylko przy bardzo krótkotrwałym i niewielkim wzroście temperatury. Kiedy jednak powietrze nagrzeje się mocniej, stają się nieskuteczne.

System ochrony procesora uruchamia się automatycznie w przypadku przegrzania, co prowadzi do wyłączenia serwera i braku możliwości jego normalnej, nieprzerwanej pracy. Wiele mikrochipów nie toleruje wysokich temperatur, szczególnie na mostach południowym i północnym.

Nie należy zakładać, że jeśli temperatura zewnętrzna (uliczna) będzie w akceptowalnym zakresie, można odmówić chłodzenia powietrza w serwerowni. Należy wziąć pod uwagę wszystkie wskaźniki uwalniania i zyskiwania ciepła. Tym samym moc cieplna serwerów stanowi 80-90% pobieranej mocy elektrycznej i często przekracza 1 kW.

Zatem korzystanie z drogiego i ważnego sprzętu do rozwiązywania problemów biznesowych, wrażliwego na wzrosty i wahania temperatury, wymaga odpowiednio zorganizowanej klimatyzacji, w której każdy systemu podzielonego powinno działać sprawnie.

Cel i struktura bloku rotacyjnego

Zorganizowanie układu chłodzenia poprzez zainstalowanie nie tylko głównych, ale także zapasowych, zapasowych klimatyzatorów samych w sobie nie ratuje sytuacji.

Należy tak skoordynować pracę wszystkich urządzeń, aby temperatura w pomieszczeniu była stabilna w każdych warunkach. W tym celu wykorzystuje się wyspecjalizowane kompleksy, które często nazywane są po prostu matcherami.

Organizacja systemu klimatyzacji składającego się z klimatyzatora głównego i rezerwowego, jednej centrali sterującej, dwóch jednostek wykonawczych i trzech czujników temperatury z przyłączem magistrali do ostrzegania o sytuacjach pożarowych i awaryjnych

Standardowy kompleks obejmuje jednostkę sterującą i jednostki wykonawcze. Razem pełnią następujące podstawowe funkcje:

• monitorowanie pracy systemu;
• przełączanie klimatyzatorów w przypadku awarii;
• zapewnienie alternatywnego funkcjonowania;
• równomierny rozkład czasu pracy.

Niezawodny system klimatyzacji serwerowni składa się z co najmniej dwóch klimatyzatorów: głównego i zapasowego. Każdy z nich, zgodnie ze swoimi właściwościami technicznymi, musi być w stanie utrzymać wymagane warunki temperaturowe w serwerowni.

W przypadku awarii jednego klimatyzatora jednostka rotacyjna szybko włącza drugą, działającą jednostkę. Przy realizacji tej funkcji wykorzystywane są czujniki termiczne, które mierzą temperaturę i reagują na jej najmniejszy wzrost. Funkcja tworzenia kopii zapasowych pomaga nie tylko w sytuacjach awaryjnych, ale także np. podczas planowej konserwacji i naprawy klimatyzatorów.

Jedna z opcji organizacji systemu chłodzenia w serwerowni z jednostką redundancyjną i zasilaniem klimatyzatorów z osobnej maszyny

Wdrożenie takiego rozwiązania pozwala na wymianę filtrów, napełnienie klimatyzatorów czynnikiem chłodniczym oraz wykonanie bardziej skomplikowanych operacji w dogodnym dla siebie czasie, przy jednoczesnym zachowaniu optymalnego mikroklimatu w serwerowni.

Jednostka obrotowa zapewnia również pracę naprzemienną klimatyzatory i systemy split w rezultacie ich całkowity czas pracy jest w przybliżeniu taki sam. Dzięki temu wydłużają się okresy pomiędzy naprawami i żywotność urządzeń chłodniczych.

Schematy redundancji klimatyzatorów

Możliwe jest wdrożenie różnych schematów redundancji, które umownie oznacza się jako N+1 i 2N, gdzie N to liczba klimatyzatorów pełniących podobną funkcję w systemie (od angielskiego „Need” - „Necessity”).

Najprostszy schemat, który zakłada użycie tylko jednego klimatyzatora rezerwowego, to N+1. Jeśli nie skonfigurowano systemu rotacyjnego, klimatyzator zapasowy włącza się tylko w sytuacjach awaryjnych i przejmuje całe obciążenie.

System może posiadać kilka klimatyzatorów roboczych głównych i każdy z nich posiada klimatyzator rezerwowy, który jest oznaczony jako 2N i oznacza 100% redundancję. Oczywiste jest, że im więcej klimatyzatorów rezerwowych, tym wyższa odporność systemu na uszkodzenia.

Cechy instalacji na przykładzie BURR-1

Jak przebiega instalacja, pokażemy na konkretnym przykładzie. W Rosji szeroko stosowane są jednostki sterujące rotacją i rezerwacją BURR-1, współpracujące z wyspecjalizowanymi jednostkami wykonawczymi BIS-1. Liczba jednostek wykonawczych może się różnić w zależności od całkowitej liczby klimatyzatorów w systemie.

Schemat podłączenia BURR-1 i BIS-1 z transmisją sygnału kanałem podczerwieni, z możliwością koordynacji pracy 15 klimatyzatorów

Oprócz samego urządzenia w zestawie BURR-1 znajduje się czujnik temperatury. Do każdego klimatyzatora dokupowane są jednostki wykonawcze. Wyposażone są w sondę IR oraz dwustronną samoprzylepną uszczelkę do jej mocowania. Czujnik temperatury należy dokupić osobno.

Należy pamiętać, że konfiguracja dopasowywaczy zależy od producenta i często obejmuje cały niezbędny zestaw czujników temperatury i akcesoriów pomocniczych.

Przed rozpoczęciem prac instalacyjnych urządzenie jest odłączone od zasilania i przestrzegane są inne wymagania bezpieczeństwa.

BURR-1 posiada plastikową obudowę, wygodną do montażu na specjalnym metalowym profilu - szynie DIN, który umieszcza się na panelu elektrycznym, obok wyłączników. Do tego celu nadaje się szyna DIN o długości 3,5 cm.

BIS-1 montowany jest nad klimatyzatorem lub bezpośrednio na korpusie klimatyzatora poprzez mocowanie na dwustronnej uszczelce samoprzylepnej. Czujnik temperatury jest zamontowany w obszarze wejściowym prowadnic żaluzji. To tutaj będzie mógł wyczuć przepływ zimnego powietrza i określić, czy klimatyzator jest sprawny.

System wymaga także jednego wspólnego zdalnego czujnika temperatury, który montowany jest w uchwycie na ścianie w serwerowni w równej odległości od klimatyzatorów. Czujnik ten nie powinien być narażony na zewnętrzne wpływy termiczne, pochodzące np. od grzejników.

Jeżeli istnieje możliwość zorganizowania okablowania elektrycznego, centralę BURR-1 można zamontować na zewnątrz rozdzielnicy, np. na ścianie lub nawet w sąsiednim pomieszczeniu.

Do BURR-1 dołączona jest paszport oraz szczegółowa instrukcja zawierająca zalecenia i schematy montażu, jedną z zalet modelu jest możliwość podłączenia czujnika temperatury i zasilacza bez zachowania polaryzacji

Sonda emiterowa jest zainstalowana w taki sposób, że „patrzy” w fotodetektor klimatyzatora z odległości nie większej niż 10 cm przy dopuszczalnym kącie odchylenia 45-60 stopni.

Zasięg transmisji stabilnego sygnału radiowego wynosi 50 metrów. Oznacza to, że jest to maksymalna odległość między blokiem głównym a blokiem wykonawczym. Wskazane jest jego zmniejszenie, aby zmniejszyć poziom zakłóceń pochodzących ze sprzętu innych firm.

Należy podkreślić następujące cechy instalacji:

• brak linii kablowych;
• możliwość rozbudowy systemu;
• wdrażanie różnych schematów redundancji.

Podłączając jednostkę rotacyjną klimatyzatora nie trzeba będzie prowadzić kabla do przesyłania sygnałów sterujących, co między innymi oszczędza miejsce w serwerowni. Skład układu klimatyzacji jest zmienny.

Może obejmować różną liczbę klimatyzatorów, różniących się mocą. Rozbudowując i powiększając wyposażenie serwerowni, firma może w miarę potrzeb dodawać do systemu nowe klimatyzatory (łącznie do 15 sztuk).

Zasada działania zespołu obrotowego

W procesie pracy z BURR-1 polecenia przekazywane są sygnałami radiowymi na częstotliwości 433 MHz do jednostek wykonawczych, które za pomocą emiterów podczerwieni włączają i wyłączają klimatyzatory, zgodnie z ustalonymi ustawieniami. Klimatyzatory muszą być wyposażone w fotodetektory. Większość nowoczesnych modeli, także tych przeznaczonych do użytku domowego, spełnia ten wymóg.

Jednostka wykonawcza BIS-1M montowana jest najczęściej na ścianie bezpośrednio nad klimatyzatorem, podczas pracy odbiera sygnały radiowe z centrali sterującej i przekazuje polecenia włączenia i wyłączenia klimatyzatora kanałem IR

Czujniki termiczne są stale monitorowane. Porównując otrzymane dane, określa się stan każdego klimatyzatora. Jeżeli klimatyzator jest włączony, a czujnik zamontowany na jego żaluzjach wskazuje, że zmiana temperatury wyjściowej jest mniejsza niż 2 C, włączane jest zasilanie rezerwowe i generowany jest sygnał awaryjny.

Jak skonfigurować

Na podstawie ustawień modułu sterującego obrotami ustawionych przez użytkownika, klimatyzatory są włączane i wyłączane. W tym przypadku przestrzegana jest określona kolejność i określone przedziały czasowe.

Aby wejść do menu ustawień centrali należy nacisnąć „Enter”. Jeśli ustawienia zmienią się w trakcie pracy, w chwili naciśnięcia tego przycisku urządzenie może przesyłać polecenia przy użyciu wcześniej określonego protokołu. W takim przypadku będziesz musiał trochę poczekać, naciskając „Enter”.

Pozycje menu ustawień pogrupowano w kilka grup obejmujących rejestrację jednostek wykonawczych, parametrów czasu i temperatury. Informacje o działaniu systemu wyświetlane są na wyświetlaczu centrali. Jest ona przedstawiona w formie jasno sformułowanych zwrotów i symboli. Na wyświetlaczu widoczny jest rodzaj wysyłanego polecenia oraz jego aktualny stan, co ułatwia konfigurację i późniejszą obsługę BURR-1.

Za pomocą panelu sterowania każdemu klimatyzatorowi przypisywany jest numer i określane jest jego przeznaczenie. Klimatyzatory są pogrupowane w zależności od ich przeznaczenia: rezerwa, uczestnicy rotacji itp.

Panel przedni BURR-1 z wyświetlaczem LCD i przyciskami sterującymi, dzięki swoim kompaktowym rozmiarom zajmuje niewiele miejsca w szafie elektrycznej, a dzięki przemyślanej ergonomii jest wygodny w dokonywaniu ustawień

Za pomocą panelu wprowadzania danych ustaw maksymalne dopuszczalne wartości temperatur w serwerowni, temperaturę podłączenia, temperaturę rozłączenia, temperaturę alarmową, a także parametry czasowe związane ze współpracą i rotacją.

O trybie pracy jednostki wykonawczej decyduje zmiana koloru i częstotliwość migania diody umieszczonej w dolnej części obudowy. Na przykład, gdy jednostka wykonawcza znajduje się w trybie normalnym i czeka na polecenie z jednostki sterującej, jej dioda LED powoli miga na zielono.

Po otrzymaniu takiego polecenia na 1-2 sekundy zapala się żółta lampka. Wykonaniu polecenia włączenia zasilania towarzyszy szybkie miganie zielonej diody. W przypadku wyłączenia dioda LED świeci na czerwono i szybko miga.

Po dokonaniu ustawień i chęci wyjścia z menu należy nacisnąć przycisk „ESC”. Jeśli nie naciśniesz przycisków przez 4 minuty, czyli całkowicie bezczynnie, wyjście nastąpi automatycznie.

Jeśli nie zostanie naciśnięty żaden przycisk ze względu na nagrywanie polecenia i oczekiwanie na sygnał IR, automatyczne wyjście nie nastąpi. Należy pamiętać, że podczas wykonywania niektórych operacji naciśnięcie „ESC” spowoduje wyjście z menu, a dokonane zmiany w ustawieniach nie zostaną zapisane.

Niezależnie od modelu proces konfiguracji jest intuicyjny, co widać na zdjęciu interfejsu obsługi klimatyzatora SRK-M3 ze wskazaniem przycisków sterujących, czujników, diod serwisowych i informacyjnych

Gdy urządzenie znajduje się w trybie ustawień, sterowanie obrotami jest zawieszone, chociaż działają wszystkie timery, odliczające czas pracy każdej grupy klimatyzatorów i czas rotacji.

Proces konfiguracji modułu kontroli obrotów opisano szczegółowo w dołączonej do niego instrukcji.

Zasady pielęgnacji sprzętu

Aby zapewnić normalną pracę i długą żywotność, zespoły sterujące i wykonawcze są regularnie konserwowane. Raz na 3-4 miesiące sprawdzana jest niezawodność mocowania, jakość połączeń i przydatność złączy. Listwy zaciskowe i zewnętrzne powierzchnie obudów należy w miarę zabrudzeń oczyszczać z kurzu, zapobiegając przedostawaniu się na nie zanieczyszczeń i ciał obcych.

Czynniki wyboru i dodatkowa funkcjonalność

Na rynku dostępne są różne modele i modyfikacje klimatyzatorów rotacyjnych i redundantnych, różniące się od siebie:

• według cech;
• według zestawu funkcji;
• według metody instalacji;
• według rodzaju kontroli.

Sygnał sterujący można przesyłać nie tylko kanałem podczerwieni, jak w BURR-1, ale także przewodem. Sprzęt różni się liczbą czujników temperatury. Same czujniki mogą pracować z różnym stopniem błędu, który w pewnym stopniu determinuje prędkość reakcji zespołu obrotowego. Zwróć także uwagę na błąd timera. Te i inne dane należy wskazać w dołączonej dokumentacji.

Przy wyborze matchera brane są pod uwagę wymagania stawiane systemowi klimatyzacji, jego skład i konfiguracja. Tak więc w przypadku klimatyzatorów bez fotodetektorów można wybrać urządzenia ze sterowaniem przewodowym. Ważnym kryterium jest funkcjonalność urządzenia.

Dziś można kupić jednostki obrotowe o szerokim zakresie funkcji.Oprócz wykonywania swoich głównych zadań, urządzenia te automatycznie restartują klimatyzatory, których praca została zatrzymana z powodu braku zasilania. Niedopuszczalne jest wyłączanie klimatyzatorów, jeśli ktoś niechcący wyda takie polecenie z pilota.

Jedna z najprostszych jednostek redundancyjnych dla dwóch klimatyzatorów, po lewej stronie znajdują się przyciski do rejestracji i konfiguracji, po prawej stronie przyciski przejścia do trybów pracy i serwisowego

Po podłączeniu pętli alarmowych przesyłane są komunikaty o sytuacjach awaryjnych. Na przykład komunikat o pożarze jest wysyłany, jeśli temperatura w serwerowni wzrośnie powyżej określonej wartości (zwykle 69°C). Sygnał może zostać przesłany do centrali straży pożarnej, możliwe jest także powiadomienie personelu za pomocą wiadomości SMS.

Zdarzenia i dane z czujników temperatury zapisywane są w nieulotnych logach. Zapewniona jest możliwość zdalnego sterowania poprzez interfejs RS485 i Ethernet. Obsługiwany jest przemysłowy protokół komunikacyjny Modbus.

Po zapoznaniu się z opisem i charakterystyką techniczną urządzenia należy upewnić się jakie znaczenie ma jego funkcjonalność, aby móc dokonać świadomego, ekonomicznie uzasadnionego wyboru.

Należy wziąć pod uwagę, że nieprzerwane chłodzenie zależy nie tylko od jednostki zapasowej, ale także od samych klimatyzatorów. W serwerowniach stosowane są precyzyjne, kanałowe i naścienne systemy podziału falowników. Ta ostatnia opcja jest najbardziej pożądana, ponieważ takie urządzenia są znacznie tańsze i zajmują mniej miejsca.

Klimatyzatory naścienne zapewniają odpowiednie chłodzenie serwerowni i w przeciwieństwie do modeli precyzyjnych mogą być stosowane w małych pomieszczeniach

Wybierając klimatyzator ścienny, należy zwrócić uwagę na wydajność chłodniczą, która musi odpowiadać nadmiarowi ciepła, które ma zostać zneutralizowane.

System klimatyzacji musi działać w serwerowni niezależnie od pory roku. Jeśli dolna granica temperatury pracy klimatyzatorów jest ograniczona do -10 C, dokupowane są dodatkowe zestawy niskotemperaturowe.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Uruchomienie systemu klimatyzacji wraz z matcherem w serwerowni:

Rozpakowanie i przegląd zespołu rotacyjnego dla dwóch klimatyzatorów:

Aby zapewnić nieprzerwane, całodobowe chłodzenie serwerowni i uniknąć awarii sprzętu, stosuje się jednostki rotacyjne i redundancyjne, które włączają i wyłączają klimatyzatory według zadanego algorytmu. Jeżeli jeden z klimatyzatorów ulegnie awarii lub zabraknie mu zasilania, klimatyzator rezerwowy natychmiast się włączy. Dzięki zmiennemu działaniu zwiększa się żywotność klimatyzatorów.

Proszę o pozostawienie komentarzy w bloku poniżej. Opowiedz nam o własnych doświadczeniach w montażu i konfiguracji jednostki rotacyjnej do systemu klimatyzacji. Udostępnij przydatne informacje i zdjęcia na temat artykułu, zadawaj pytania.