A واحد CDU (واحد توزیع خنک کننده) در مرکز داده یک جزء زیرساخت خنککننده مایع است که آب سرد یا خنککننده را از یک منبع در سطح تأسیسات دریافت میکند، آن را با دما و فشار دقیق مورد نیاز رکهای سرور تنظیم میکند و آن را مستقیماً به مبدلهای حرارتی یا صفحات سرد نصب شده روی پردازندهها میرساند. برخلاف سیستمهای خنککننده هوای سنتی که هوای سرد را به اجزای داغ فشار میدهند، یک واحد CDU گرما را از طریق سیال منتقل میکند و به سطوح بازده حرارتی دست مییابد که هوا به سادگی نمیتواند با چگالیهای محاسباتی مدرن مطابقت داشته باشد. در عمل، یک واحد CDU که به خوبی مهندسی شده است می تواند بارهای حرارتی رک را بیش از حد تحمل کند 100 کیلو وات در هر رک ، در حالی که بهترین استقرارهای هوا خنک به ندرت بیش از 20-25 کیلو وات در هر رک را قبل از مواجهه با مشکلات نقطه داغ حفظ می کنند.
تمایز بین واحد CDU و a واحد برق هیدرولیک DC ارزش روشن شدن را از همان ابتدا دارد. یک واحد برق هیدرولیک DC از پمپ های هیدرولیک الکتریکی برای تولید و تنظیم سیال هیدرولیک تحت فشار برای تحریک مکانیکی استفاده می کند - که در اتوماسیون صنعتی، ماشین آلات CNC و سیستم های پرس رایج است. یک واحد CDU در یک مرکز داده اساساً هدف متفاوتی را دنبال می کند: جریان، دما، فشار و نظارت بر خنک کننده دی الکتریک یا مبتنی بر آب را برای حذف گرمای اتلاف از تجهیزات محاسباتی مدیریت می کند. هر دو شامل دینامیک سیالات و کنترل دقیق هستند، اما محیط های عملیاتی و فلسفه های طراحی آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. اشتباه گرفتن این دو می تواند منجر به سفارشات نادرست تجهیزات و خطاهای نصب پرهزینه شود.
پذیرش فزاینده شتابدهندههای هوش مصنوعی، خوشههای GPU و ذخیرهسازی با چگالی بالا، میانگین چگالی توان رک را از حدود 7 کیلووات در سال 2015 به تخمینها رسانده است. 30 تا 50 کیلو وات در هر رک تا سال 2025 برای امکانات فرامقیاس و مکانیابی که بارهای کاری نسل بعدی را به کار میگیرند (منبع: بررسی مرکز داده جهانی موسسه Uptime 2023). در این تراکمها، واحدهای CDU دیگر اختیاری نیستند - آنها لایه زیرساختی اساسی هستند که تعیین میکنند آیا یک مرکز داده میتواند سختافزار مورد نیاز مشتریانش را به صورت فیزیکی در خود جای دهد یا خیر.
چگونه یک واحد CDU کار می کند: مدارهای سیال، تبادل حرارت و منطق کنترل
درک عملکرد واحد CDU مستلزم نگاه کردن به معماری دو حلقه ای است که اکثر طرح های مدرن از آن استفاده می کنند. حلقه اولیه CDU را به زیرساخت آب سرد ساختمان یا یک خنک کننده خشک روی پشت بام متصل می کند. حلقه ثانویه - که گاهی اوقات به ترتیب حلقه های سمت تسهیلات و حلقه های سمت IT نامیده می شود - مایع خنک کننده را در دما و سرعت جریان مورد نیاز سرورها به گردش در می آورد. یک مبدل حرارتی صفحه و قاب در داخل CDU گرما را بین دو حلقه بدون اجازه مخلوط کردن آنها منتقل می کند که از تجهیزات فناوری اطلاعات در برابر مواد افزودنی شیمیایی و آلاینده های موجود در سیستم های آب ساختمان محافظت می کند.
حلقه اولیه (سمت تسهیلات)
- تامین آب سرد معمولاً در دمای 7 تا 18 درجه سانتیگراد
- غلظت های بالاتر تصفیه شیمیایی
- مدیریت شده توسط سیستم مدیریت ساختمان (BMS)
- چندین واحد CDU را در سراسر سالن داده تغذیه می کند
حلقه ثانویه (سمت IT)
- دمای عرضه تا 0.5± درجه سانتی گراد کنترل می شود
- آب دیونیزه یا غیر معدنی ترجیح داده می شود
- نرخ جریان در هر بار قفسه از طریق پمپهای با سرعت متغیر تنظیم میشود
- تشخیص نشت یکپارچه در منیفولدها و اتصالات سریع
منطق کنترل داخل یک واحد CDU به طور مداوم دمای آب تامین و برگشت، فشار دیفرانسیل در مبدل حرارتی، سرعت پمپ، سرعت جریان از طریق هر شاخه منیفولد رک و شرایط محیطی را کنترل میکند. هنگامی که یک کلاستر GPU به طور ناگهانی به بار محاسباتی کامل می رسد، کنترل کننده های PID CDU سرعت پمپ را در عرض چند ثانیه افزایش می دهند و دریچه های تعدیل کننده را برای ارائه ظرفیت خنک کننده اضافی باز می کنند. این پاسخ پویا یکی از دلایلی است که مراکز داده خنک شونده با مایع می توانند پایدار باشند میانگین نرخ بهره برداری بالاتر - سیستم خنککننده بهجای تکیه بر حجمهای هوای ساکن بزرگ، در زمان واقعی سازگار میشود.
واحدهای CDU مدرن همچنین دادههای حسگر خود را از طریق Modbus TCP، BACnet یا SNMP در معرض پلت فرم DCIM (مدیریت زیرساخت مرکز داده) مرکز داده قرار میدهند. این تله متری به محاسبات اثربخشی مصرف انرژی (PUE) و داشبوردهای برنامه ریزی ظرفیت تغذیه می کند. تسهیلاتی که واحدهای CDU را با یکپارچه سازی فعال DCIM اجرا می کند، معمولاً می تواند به a PUE بین 1.03 و 1.15 ، در مقایسه با 1.4-1.6 برای امکانات مشابه هوا خنک (منبع: انجمن فنی گرین گرید، کتاب سفید خنک کننده مایع WP#49، 2022).
واحد CDU در مقابل واحد برق هیدرولیک DC: تفاوت های کلیدی که مهندسان باید بدانند
از آنجا که اصطلاح "CDU" در چندین صنعت ظاهر می شود و "واحد توان هیدرولیک" از نظر مفهومی با هر سیستمی که با سیال هدایت می شود همپوشانی دارد، مهندسان تدارکات، مدیران تاسیسات و یکپارچه سازان سیستم گهگاه زمانی که واقعاً به یک واحد CDU مرکز داده نیاز دارند درخواست یک واحد برق هیدرولیک DC می کنند - یا بالعکس. جدول زیر تفاوتهای اساسی را خلاصه میکند تا بتوان اسناد مشخصات را از ابتدا با دقت نوشت.
| پارامتر | واحد CDU (مرکز داده) | واحد برق هیدرولیک DC |
| مایع اولیه | آب / آب - گلیکول / مایع دی الکتریک | روغن معدنی هیدرولیک یا سیال مصنوعی |
| فشار عملیاتی | 1-6 بار (مدارهای خنک کننده کم فشار) | 50-350 بار (تحرک فشار بالا) |
| عملکرد اولیه | حذف گرما از تجهیزات محاسباتی | فعال سازی مکانیکی (گیره، بالابر، پرس) |
| منبع تغذیه | AC سه فاز (موتورهای پمپ)؛ DC برای کنترل | موتور DC به طور مستقیم پمپ هیدرولیک را هدایت می کند |
| رابط کنترل | BACnet، Modbus TCP، SNMP، REST API | منطق رله، ورودی/خروجی PLC، گذرگاه CAN |
| کاربرد معمولی | خنک کننده رک سرور، HPC، کلاسترهای GPU | پرس های صنعتی، گیره CNC، سیستم های بالابر |
| مبدل حرارتی | صفحه و قاب مرکزی HX در داخل CDU | کولر روغنی (با هوا یا آب خنک) |
جدول 1: مقایسه جانبی واحد CDU (مرکز داده) و مشخصات واحد برق هیدرولیک DC
یک منبع سردرگمی این است که برخی از تولیدکنندگان مرکز داده CDU اصطلاحات وام گرفته شده از هیدرولیک های صنعتی را اتخاذ کردند - به مجموعه پمپ های خود به عنوان "ماژول های هیدرولیک" و شبکه های منیفولد آنها به عنوان "هدرهای توزیع" اشاره کردند. این همپوشانی زبان از نقطه نظر مهندسی قابل درک است، زیرا هر دو سیستم شامل مدارهای سیال تحت فشار، پمپ های با سرعت متغیر، شیرهای کنترل جریان و تنظیم فشار هستند. با این حال، محیط های استفاده نهایی، مواد شیمیایی سیالات، و الزامات ایمنی کاملاً متفاوت هستند، به همین دلیل است که زبان مشخصات دقیق در مرحله تدارکات اهمیت دارد.
انواع واحدهای CDU مورد استفاده در مراکز داده مدرن
همه واحدهای CDU از نظر معماری یکسان نیستند. انتخاب درست به زیرساخت آب سرد موجود مرکز داده، چگالی قفسه هدف، رویکرد خنککننده (خنککننده مستقیم مایع در مقابل مبدلهای حرارتی درب عقب در مقابل غوطهورسازی) و اینکه آیا تأسیسات یک ساخت جدید یا مقاوم است بستگی دارد. در زیر دسته بندی های اصلی در استقرار فعلی آورده شده است.
واحدهای CDU سطح ردیف
واحدهای CDU سطح ردیف در انتهای یک ردیف سرور نصب میشوند و تعداد مشخصی از رکها را ارائه میکنند - معمولاً 6 تا 20 رک در هر واحد. آنها به شبکه های آب سرد سربار یا زیر زمین متصل می شوند و خنک کننده را از طریق یک منیفولد به صفحات سرد رک یا مبدل های حرارتی پشت درهای ردیفی توزیع می کنند. استقرار در سطح ردیف رایجترین معماری در مراکز داده سازمانی و هممحلی است که از خنککننده هوا ارتقا مییابند، زیرا اجازه میدهد بدون طراحی مجدد کل تسهیلات، گسترش تدریجی را انجام دهد. ظرفیت خنک کننده در هر واحد CDU در سطح ردیف معمولاً از 50 کیلو وات تا 300 کیلو وات بسته به تعداد مدارهای پمپ و اندازه مبدل حرارتی.
واحدهای CDU یکپارچه با Rack
واحدهای CDU یکپارچه با Rack مستقیماً در داخل یا بالای یک رک سرور نصب میشوند. آنها حلقه خنک کننده را فقط برای آن یک قفسه کنترل می کنند، و آنها را برای استقرار با چگالی فوق العاده بالا مانند گره های آموزشی هوش مصنوعی که در آن یک رک ممکن است 60 تا 120 کیلو وات بکشد، مناسب می کند. از آنجایی که CDU در کنار بار قرار می گیرد، لوله های عرضه و برگشت حداقل هستند و افت فشار و کار نصب را کاهش می دهند. مبادله این است که هر رک به واحد CDU خود نیاز دارد، هزینه سرمایه هر واحد را افزایش میدهد و تعداد اتصالات آب تاسیسات را چند برابر میکند.
واحدهای CDU پردیس مرکزی
امکانات بزرگ مقیاس بزرگ گاهی اوقات یک اتاق واحد مرکزی CDU را مستقر می کند که به کل یک سالن داده یا چندین سالن به طور همزمان سرویس می دهد. واحدهای CDU مرکزی در مقیاس بزرگتری مهندسی شدهاند - برخی از واحدها مدیریت میکنند 1 مگاوات یا بیشتر دفع حرارت - و مستقیماً با چیلرها، برج های خنک کننده یا اکونومایزرهای خنک کننده آزاد ارتباط برقرار کنید. این معماری کنترل و نگهداری در سطح تأسیسات را ساده میکند، اما به شبکههای توزیع لوله پیچیدهتر و سرمایهگذاری بیشتر در مهندسی عمران نیاز دارد.
واحدهای CDU خنک کننده غوطه وری
سیستم های خنک کننده غوطه وری تک فاز و دو فاز از یک واحد CDU برای گردش سیال دی الکتریک از طریق مخازنی استفاده می کنند که سرورها به طور کامل در آنها غوطه ور هستند. CDU در این زمینه اغلب یک واحد توزیع سیال (FDU) نامیده می شود، اما عملکرد اصلی یکسان است - تنظیم دما، کنترل جریان، و دفع گرما به یک حلقه آب تاسیسات. واحدهای CDU نوع غوطهوری باید سیالهایی را با ویسکوزیته، گرمای خاص و الزامات سازگاری مواد در مقایسه با سیستمهای مبتنی بر آب کنترل کنند. سیستم های غوطه وری دو فاز یک مدار بازیابی تراکم را به طراحی CDU اضافه می کنند که پیچیدگی مکانیکی را افزایش می دهد اما اتلاف حرارت محسوس را تقریباً صفر می کند.
مشخصات کلیدی برای ارزیابی هنگام انتخاب یک واحد CDU برای یک مرکز داده
خرید واحد CDU برای پروژه مرکز داده نیازمند ارزیابی چندین پارامتر وابسته به هم به طور همزمان است. اگر سایر مشخصات به درستی متعادل نباشند، یک واحد بهینهسازی شده برای یک متریک - مثلاً حداکثر ظرفیت خنککننده - ممکن است در بازده انرژی یا قابلیت نگهداری عملکرد ضعیفی داشته باشد. پارامترهای زیر باید در هر درخواست واحد CDU برای نقل قول (RFQ) ظاهر شوند.
01
ظرفیت خنک کننده (کیلووات)
قابلیت دفع حرارت کل در نرخ جریان نامی و دمای ورودی طراحی. همیشه منحنی ظرفیت را درخواست کنید - اینکه چگونه کیلووات خروجی با افزایش دمای آب منبع تغییر می کند - نه فقط رقم اوج. یک واحد CDU با توان 200 کیلووات با آب 14 درجه سانتیگراد ممکن است تنها 140 کیلووات تولید کند اگر دمای آب سرد تاسیسات در طول یک روز گرم تابستان به 18 درجه سانتیگراد برسد.
02
محدوده دمای آب تامین
واحدهای CDU که برای خنک کردن آب گرم طراحی شده اند (تامین در دمای 18 تا 45 درجه سانتی گراد) می توانند از خنک کننده رایگان برج های خنک کننده یا خنک کننده های خشک بدون تبرید مکانیکی استفاده کنند و هزینه انرژی را به طور چشمگیری کاهش دهند. واحدهایی که به دمای کمتر از 12 درجه سانتیگراد نیاز دارند، معمولاً به پشتیبانی فعال چیلر در تمام طول سال نیاز دارند، که هزینه های عملیاتی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
03
نرخ جریان و افت فشار
واحد CDU باید جریان کافی را به تمام قفسههای متصل ارائه کند در حالی که در محدوده فشار منیفولدهای صفحه سرد قرار دارد. نرخ جریان معمولی سمت IT از 20 تا 120 لیتر در دقیقه برای یک CDU در سطح ردیف. افت فشار در سراسر مبدل حرارتی واحد و لوله های داخلی باید در حداکثر جریان مشخص شود.
04
پیکربندی افزونگی پمپ
مراکز داده سازمانی و حیاتی نیاز به افزونگی پمپ N 1 یا 2N در واحد CDU دارند. یک واحد CDU تک پمپی هیچ قابلیت خرابی ندارد - اگر پمپ مسدود شود، خنک سازی به قفسه های متصل بلافاصله متوقف می شود. پیکربندیهای N 1 با فعالسازی خودکار پمپ آماده به کار حداقل برای طبقهبندی مراکز داده Tier III و Tier IV هستند.
05
تشخیص نشت و مهار
واحدهای CDU باید سنسورهای نشت نقطه اتصال را در هر منیفولد قفسه، تشخیص ناهنجاری نرخ جریان، و شیرهای قطع خودکار که یک شاخه نشتی را بدون وقفه در خنکسازی به قفسههای مجاور جدا میکنند، داشته باشند. شاسی واحد CDU همچنین باید دارای یک سینی چکه با سنسور شناور به عنوان آخرین خط دفاعی در برابر آسیب آب باشد.
06
ارتباطات و تله متری
مشخص کنید که کنترلر واحد CDU به طور بومی از کدام پروتکل ها پشتیبانی می کند: Modbus RTU، Modbus TCP/IP، BACnet/IP، SNMP v2/v3، یا REST API اختصاصی. بررسی کنید که دستگاه همه حسگرهای حیاتی - دمای عرضه و برگشت، نرخ جریان انشعاب جداگانه، سرعت پمپ و کدهای خطا - را در معرض دید قرار میدهد تا نرمافزار DCIM بتواند یک مدل حرارتی کامل از تاسیسات بسازد.
نصب واحد CDU: مسیریابی لوله، راه اندازی و مشکلات رایج
حتی یک واحد CDU که به درستی مشخص شده باشد، در صورتی که نصب به خوبی اجرا نشود، عملکرد ضعیفی دارد یا پیش از موعد از کار می افتد. نکات زیر بیانگر درس های آموخته شده از استقرار واقعی مرکز داده خنک کننده مایع است و ارزش گنجاندن در مشخصات پروژه و اسناد توجیهی پیمانکار را دارد.
شستشوی لوله قبل از اتصال تجهیزات IT
سیستمهای لولههای مسی یا فولاد ضد زنگ جدید، بقایای شار، ذرات فلزی و زبالههای ساختمانی را در طول ساخت جمعآوری میکنند. اگر این آلودگی وارد صفحات سرد روی سرورها یا کارتهای GPU شود، میتواند کانالهای میکرو با قطر داخلی را مسدود کند. 0.5-1.5 میلی متر ، کاهش عملکرد خنک کننده و به طور بالقوه لغو ضمانت سخت افزار. حلقه ثانویه واحد CDU باید با آب دیونیزه شده با سرعت بالا شسته شود و از طریق فیلترهای مطلق 5 میکرونی فیلتر شود تا زمانی که خوانش کدورت و رسانایی با مشخصات سازنده مطابقت داشته باشد قبل از اینکه هرگونه اتصال تجهیزات فناوری اطلاعات انجام شود.
تصفیه هوا و گاز زدایی
هوای محبوس شده در حلقه های خنک کننده مایع باعث کاویتاسیون پمپ می شود، انتقال حرارت موثر در صفحات سرد را کاهش می دهد و خوردگی را از طریق قرار گرفتن در معرض اکسیژن تسریع می کند. واحدهای CDU باید با دریچه های هوای خودکار در تمام نقاط مرتفع منیفولد توزیع نصب شوند. روش پر کردن اولیه باید شامل یک چرخه پر کردن و تخلیه آهسته باشد که تا زمانی که حلقه گردش به طور کامل گاز زدایی شود تکرار می شود - فرآیندی که در یک استقرار در سطح ردیف بزرگ می تواند چندین ساعت طول بکشد.
مدیریت شیمی آب
حلقه ثانویه واحد CDU نیاز به مدیریت مداوم کیفیت آب دارد. پارامترهای کلیدی برای نظارت عبارتند از pH (محدوده هدف 7.0-8.5 برای سیستمهای حاوی مس)، رسانایی (معمولاً کمتر از 50 µS/cm برای سیستمهایی با تماس مستقیم صفحه سرد)، اکسیژن محلول (زیر ppb 20 برای به حداقل رساندن خوردگی)، و آلودگی بیولوژیکی. برخی از اپراتورها بسته های بیوسید و بازدارنده خوردگی را اضافه می کنند. برخی دیگر به دیونیزاسیون مداوم از طریق بستر رزین تبادل یونی که در مدار بای پس واحد CDU نصب شده است، متکی هستند.
جبران انبساط حرارتی
لوله های خنک کننده مایع با چرخش دما بین حالت های روشن و خاموش شدن منبسط و منقبض می شوند. برای چرخه لوله مسی 20 متری بین 18 تا 45 درجه سانتیگراد، انبساط خطی تقریباً است. 9 میلی متر (ضریب انبساط حرارتی مس ~ 17 میکرومتر بر متر · درجه سانتیگراد است). حلقههای انبساط یا اتصالات ضد زنگ بافته شده انعطافپذیر باید در فواصل زمانی منظم برای جلوگیری از ایجاد تنش در اتصالات لوله، که شایعترین علت نشتی کند در تاسیسات خنککننده مایع قدیمی است، گنجانده شوند.
مزایای بهره وری انرژی واحدهای CDU از طریق هوا خنک کننده
مورد تجاری برای نصب واحدهای CDU در یک مرکز داده در نهایت به صرفه جویی در هزینه انرژی، افزایش تراکم محاسباتی و بهبود قابلیت اطمینان سخت افزار بستگی دارد. هر یک از این عوامل قابل اندازهگیری هستند، که توجیه مخارج سرمایهای را برای تأسیساتی که با محدودیتهای ظرفیت خنککننده مواجه هستند ساده میکند.
40%
کاهش معمولی در مصرف انرژی خنککننده هنگام تغییر از خنککننده هوای طبقه بالا به خنککننده مستقیم مایع مبتنی بر CDU در بارهای رک معادل (منبع: دستورالعملهای خنککننده مایع ASHRAE TC9.9، 2021).
5 برابر
افزایش تراکم رک قابل پشتیبانی به ازای هر متر مربع از فضای کف سالن داده که با خنک کننده مایع مبتنی بر CDU در مقایسه با سیستم تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر سنتی (CRAC) قابل دستیابی است.
15 درجه سانتی گراد
کاهش متوسط دمای اتصال پردازنده که با صفحات سرد خنک کننده مستقیم مایع در مقابل خنک کننده هوا در همان TDP قابل دستیابی است، که با افزایش طول عمر قطعه و کاهش رویدادهای گلوگاه حرارتی مرتبط است.
مزیت اقتصاد آب واحدهای CDU به همان اندازه قابل توجه است. یک مرکز داده با استفاده از یک واحد CDU با یک خنک کننده خشک حلقه بسته در پشت بام می تواند به a اثربخشی مصرف آب (WUE) به 0.0 نزدیک می شود در آب و هوای سرد که در آن کولر خشک می تواند گرما را به طور کامل از طریق همرفت بدون تبخیر دفع کند. این امر به طور فزاینده ای اهمیت پیدا می کند زیرا شهرداری ها محدودیت های استفاده از آب را برای اپراتورهای مرکز داده در مناطقی که دارای تنش آبی هستند اعمال می کنند.
از نقطه نظر ردپای کربن، مزیت PUE خنککننده مبتنی بر CDU مستقیماً به انتشار کمتری در محدوده 2 تبدیل میشود. اگر یک مرکز داده 10 مگاوات بار IT بکشد و PUE خود را از 1.5 به 1.1 با استقرار واحدهای CDU بهبود بخشد، کاهش 4 مگاواتی در مصرف برق سربار - با فرض شدت کربن شبکه 0.4 کیلوگرم CO2/kWh - از انتشار گازهای گلخانه ای جلوگیری می کند. حدود 14000 تن CO2 در سال . برای سازمان هایی با تعهدات خالص صفر منتشر شده، این نوع افزایش بهره وری در سطح زیرساخت یکی از مستقیم ترین اهرم های موجود است.
تعمیر و نگهداری واحد CDU: برنامه ها، رویه ها و مدیریت چرخه عمر
انتظار می رود یک واحد CDU نصب شده در یک مرکز داده به طور مداوم به مدت 10 تا 15 سال با حداقل خرابی کار کند. دستیابی به این عمر مفید نیازمند یک برنامه تعمیر و نگهداری ساختاریافته است که زیرسیستم های مکانیکی و الکترونیکی واحد را پوشش می دهد.
| وظیفه تعمیر و نگهداری | فرکانس | نکات کلیدی اقدام |
| تجزیه و تحلیل شیمی آب | ماهانه | pH، هدایت، O2 محلول، غلظت بیوسید، سطوح بازدارنده |
| بازرسی صافی / فیلتر Y | فصلنامه | عناصر فیلتر را تمیز یا جایگزین کنید. بررسی ذرات فلزی |
| بازرسی مهر و موم مکانیکی پمپ | سالانه | بررسی برای گریه مهر و موم. اگر میزان نشتی از آستانه سازنده فراتر رفت، تعویض کنید |
| مبدل حرارتی performance test | سالانه | مقایسه کیلووات/دلتا-T فعلی با خط پایه. افزایش فاکتور رسوب بیش از 20 درصد باعث تمیز کردن شیمیایی می شود |
| تست محرک شیر کنترل | نیمه سالانه | تست سکته کامل؛ زمان پاسخ و موقعیت های توقف پایانی را بررسی کنید |
| کالیبراسیون سنسور تشخیص نشت | سالانه | هر سنسور را با آب دیونیزه تست مرطوب کنید. بررسی فعال شدن رله زنگ |
| فشار پیش شارژ مخزن انبساط | سالانه | بررسی پیش شارژ نیتروژن در برابر مشخصات طراحی؛ اگر بیش از 0.2 بار زیر هدف قرار داشت، مجدداً فشار دهید |
جدول 2: برنامه نگهداری توصیه شده برای واحدهای مرکز داده CDU
درایوهای پمپ با سرعت متغیر (VSD) از جمله قطعات با بالاترین ارزش در داخل یک واحد CDU هستند و توجه ویژه را ایجاب می کنند. سایش یاتاقان در پمپهای گریز از مرکز مبتنی بر VSD معمولاً از توزیع Weibull پیروی میکند و بیشتر خرابیها پس از آن رخ میدهند. 25000-40000 ساعت کار (تقریباً 3-5 سال کار مداوم). برنامه ریزی تعویض بلبرینگ به عنوان یک کار تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در علامت 30000 ساعت، از سناریوی بسیار مخرب تر از خرابی ناخواسته پمپ در یک سالن داده فعال جلوگیری می کند.
ادغام واحدهای CDU در زیرساخت مرکز داده موجود
مقاومسازی واحدهای CDU در مرکز دادهای که در ابتدا برای خنککننده هوا طراحی شده بود، یکی از رایجترین و از نظر فنی سختترین پروژهها در فضای ارتقای تأسیسات است. چالش ها به طور همزمان حوزه های ساختاری، مکانیکی، الکتریکی و عملیاتی را در بر می گیرند.
ارزیابی در دسترس بودن آب سرد
اولین قدم تعیین اینکه آیا کارخانه آب سرد موجود ظرفیت اضافی کافی برای تامین واحدهای CDU دارد یا خیر. بسیاری از مراکز داده قدیمی با گرداننده های هوا ساخته شده اند که خروجی کامل چیلر را مصرف می کنند. افزودن واحدهای CDU بدون ارتقاء نیروگاه آب سرد باعث اضافه بار چیلر در اوج تقاضای خنککننده تابستانی میشود. یک قانون سرانگشتی قابل اعتماد این است که هر ردیف واحد CDU که 10 رک با توان 30 کیلووات را ارائه می دهد تقریباً نیاز دارد. 300 کیلووات ظرفیت آب سرد به علاوه 20 درصد حاشیه ایمنی، یعنی در مجموع 360 کیلو وات، در دمای عرضه طراحی.
نفوذ لوله و بارهای سازه ای
اجرای لوله های آب سرد و برگشت از اتاق مکانیکی به کف سالن داده نیاز به نفوذ از طریق دیوارها و کف های دارای درجه آتش سوزی دارد. هر نفوذ باید با مواد شعله ور که درجه آتش سوزی سازه را بازیابی می کند، مهار شود. وزن لوله های پر شده - یک لوله با قطر 100 میلی متر پر از آب که وزن آن تقریباً 9 کیلوگرم در متر است - باید در محاسبات بارگذاری سازه سقف در نظر گرفته شود، به ویژه در ساختمان های قدیمی که در اصل برای حمل خدمات مرطوب طراحی نشده اند.
استراتژی عرضه مرحلهای
بیشتر اپراتورها به جای تبدیل یکباره کل سالن داده به خنک کننده مایع، یک رویکرد مرحله ای را اتخاذ می کنند: دو یا سه ردیف با بالاترین چگالی را که در حال حاضر به محدودیت های خنک کننده هوا نزدیک شده اند را شناسایی کنید، ابتدا واحدها و منیفولدهای CDU را برای آن ردیف ها نصب کنید، عملکرد و روش های عملیاتی را تأیید کنید، سپس ردیف به ردیف گسترش دهید. این رویکرد هزینههای سرمایهای را در هر چرخه بودجه محدود میکند و به کارکنان عملیات زمان میدهد تا قبل از تبدیل شدن به پلت فرم زیرساختی غالب، شایستگی خنکسازی مایع را توسعه دهند.
تیم های عملیات آموزشی
تیمهای عملیات مرکز داده که در زیرساختهای هوا خنک آموزش دیدهاند، اغلب آشنایی محدودی با مدیریت شیمی آب، راهاندازی سیستم لولهها یا روشهای پاسخ به نشت مایع دارند. قبل از اینکه استقرار واحد CDU فعال شود، تیم عملیات باید آموزش عملی را در مورد جمعآوری و تفسیر نمونه آب، مکانها و روشهای دریچه جداسازی اضطراری، تکنیک اتصال و قطع اتصال مناسب برای اتصالات آزادسازی سریع و نحوه تفسیر آلارمهای واحد CDU در پلت فرم DCIM دریافت کنند.
مسیرهای آینده: فناوری واحد CDU به کجا می رود
بازار واحد CDU در پاسخ به تقاضاهای زیرساخت هوش مصنوعی، الزامات پایداری و پیشرفت در فناوری مدیریت سیال به سرعت در حال تحول است. چندین روند برای هر کسی که یک پروژه مرکز داده با افق 3 تا 7 ساله برنامه ریزی می کند ارزش ردیابی دارد.
خنک کننده مستقیم مایع با آب گرم
سازندگان سرور از جمله Intel، AMD و NVIDIA به تدریج حداکثر دمای مجاز ورودی مایع خنک کننده را برای محلول های خنک کننده مستقیم مایع خود افزایش می دهند - از 45 درجه سانتی گراد در نسل های فعلی به 60 درجه سانتی گراد در محصولات نقشه راه. واحدهای CDU که با آب تغذیه 60 درجه سانتیگراد کار می کنند، می توانند گرما را به هوای محیط از طریق کولرهای خشک بدون هیچ گونه تبرید مکانیکی، حتی در آب و هوای با دمای بیرون از 40 تا 45 درجه سانتیگراد، دفع کنند و عملاً مصرف برق مربوط به سرمایش را حذف کنند.
کنترل CDU مبتنی بر هوش مصنوعی
واحدهای نسل بعدی CDU شروع به ترکیب مدلهای یادگیری ماشینی میکنند که تغییرات بار کاری فناوری اطلاعات را از تلهمتری DCIM و جریان خنککننده پیششرطی را قبل از محاسبه اوج تقاضا پیشبینی میکنند و باعث کاهش بیش از حد حرارتی میشوند. استقرارهای اولیه در پردیس های فوق مقیاس نشان داده است کاهش انرژی پمپ 15-25٪ در مقایسه با کنترل PID معمولی، بدون افزایش بیش از حد دمای ورودی IT.
ادغام استفاده مجدد از گرما
شبکههای گرمایش منطقهای در اسکاندیناوی و اروپای مرکزی شروع به پذیرش گرمای زباله از مراکز دادهای که واحدهای CDU را در دمای آب برگشت بالاتر (40 تا 60 درجه سانتیگراد) کار میکنند، کردهاند. در هلسینکی، برنامه بازیابی گرمای اتلاف فورتوم خروجی حرارتی را از حلقههای مرکز داده CDU برای گرم کردن ساختمانهای مسکونی میگیرد و مرکز داده اعتبار مالی دریافت میکند که تا حدی هزینههای عملیاتی واحد CDU را جبران میکند. همانطور که قیمت کربن در سطح جهانی افزایش می یابد، انتظار می رود قراردادهای استفاده مجدد از گرما به یک جزء استاندارد از بحث های خرید واحد CDU تبدیل شود.
رابط های منیفولد استاندارد شده
پروژه محاسبات باز (OCP) و ASHRAE TC9.9 بر روی اتصالات اتصال سریع استاندارد و ابعاد منیفولد با یکدیگر همکاری می کنند که به واحدهای CDU از سازندگان مختلف اجازه می دهد با استفاده از یک اتصال دهنده مشترک با سخت افزار سرور ارتباط برقرار کنند. این تلاش استانداردسازی، اگر به طور گسترده اتخاذ شود، اثر قفل فعلی را کاهش میدهد که مراکز داده را به یک فروشنده واحد CDU در طول عمر سرمایهگذاری سختافزاری آنها در صفحه سرد متصل میکند.
