A levegő kezelése a épület emelt hozzáférési padlója alatt található rendszerben

Az aluljárati levegőterület működése nyomás alatti levegőkamraként

Az aluljárati levegőelosztó rendszer a padlóburkolati elemek alatti teret használja fel nyomástartályként a levegő áramlásához. Amikor a levegőt a CRAC egységekben kondicionálják, az a térben olyan módon áramlik, hogy nyomásegyensúlyt hoz létre a kamrában található levegővel. Az aluljárati levegőelosztó rendszer elrendezése miatt a kondicionált levegőt a stratégiai helyen elhelyezett perforált csempéken keresztül vezeti a kívánt helyre, ezzel megakadályozva a hőfoltok keletkezését a szobában. A rendszert optimális nyomástartományra tervezték, és jelentős légáramlás-változás nélkül éri el a leghatékonyabb hűtési teljesítményt, biztosítva ezzel egy stabil környezetet az IT-üzemeltetés számára.

Fizika és teljesítmény: Nyomáskülönbségen alapuló ellátás a szerverbejáratokhoz

A célzott hűtés a nyomásváltozás elvén alapul a levegőterelő térben és a szerver levegőbevezető nyílásánál. Ez egy majdnem ismeretlen fizikai elven, a Bernoulli-elven alapul. Amikor a levegőterelő tér nyomása kialakul, a levegő a kisebb nyomású területek felé áramlik, azaz a szerver levegőbevezető nyílásai felé. Az esetünkben az áramlási sebesség 25%-kal nőtt az előző, felső elosztásos rendszerekhez képest. A kihívás a padlólapok adatközponti padlón történő elhelyezése úgy, hogy kihasználjuk a nyomásváltozásokat. Azok az adatközpontok, amelyek levegőterelő tereiben a nyomáskülönbség átlagosan 0,05 hüvelyk vízoszlop (inches water column), átlagosan 4 °C-kal csökkentik a szerver levegőbevezető nyílásainál mért hőmérsékletet. Ezt egy 2022-ben készült Uptime Institute kutatás igazolta.

Hozzáférési padlóink levegőáramlásos hűtési hatékonyságának javulása mérhető. Példaként megemlítjük egy 4,3 °C-os mért hőmérsékletkülönbséget, amely a perforált lapok stratégiai elhelyezésével érhető el.

A levegőhűtők által felszívott levegő hőmérsékletének szabályozása javult az optimalizált perforált csempe-elhelyezéssel. Pontosabban, amikor a csempeelrendezés megfelel a szerverrácsok meleg pontjainak, a hideg levegő akadálytalanul irányítható a szerverek bejáratához, és nem pazarlódik el kifújt levegő újra-keringtetésében. Ezt a megoldást alkalmazva jelentős eredményeket értünk el: a szerverekből kilépő és oda belépő levegő hőmérsékletkülönbsége 4,3 °C-kal csökkent. Ez a hőmérsékletkülönbség-javulás elengedhetetlenül fontos a hűtés integritásának megőrzéséhez, mivel a vállalat IT-konfigurációinak változásai folyamatosan folytatódnak.

CFD-alapú optimalizáció: valós idejű légáramlási modellezés a PUE csökkentése érdekében

A számítógépes folyadékdinamikai (CFD) modellezés alkalmazása pontosan megmutatja, hol halmozódik fel a hőt hatékonytalanul, és bemutatja, hogyan lehet beavatkozni például a padlólapokon elhelyezett perforációk számán, a lapok elhelyezésén és a hűtőegységek igazításán. A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium 2024-ben végzett kutatása szerint ezzel a módszerrel a PUE-értékek körülbelül 0,15-tel csökkennek a találgatáson alapuló módszerekhez képest. Ez talán nem tűnik jelentős változásnak, de e csökkenéshez kapcsolódó hűtési költségek kb. 18–30%-kal esnek. A valódi érték abban rejlik, hogy olyan rendszerek folyamatosan figyelik és aktívan szabályozzák a levegőáramlás mennyiségét, hogy az pontosan megfeleljen a szerverek igényeinek. Ez megszünteti a berendezéseket károsító forró foltokat, és megakadályozza, hogy a meleg levegő elkerülje a célzottan újra lehűtött területeket.

Forró foltok megszüntetése egyenletes levegőelosztással

A emelt padlószintű hűtési levegőáramlás-rendszerek sikeresen megszüntetik a hőmérsékleti forró foltokat nem túlzott hűtéssel, hanem egyenletes és célzott elosztással. Ha megfelelően tervezzük és valósítjuk meg ezeket a rendszereket, akkor megakadályozzák a hideg levegő rövidzárlatát és a meleg levegő újra keringését, és végül megszüntetik a forró foltokat, amelyek túllépik az ASHRAE hőmérsékleti határértékeket akár 13,66 °C-kal is.

Hőmérsékleti rétegződés leküzdése egyenletes padló alatti levegőáramlás révén

A hőmérsékleti rétegződés egy olyan jelenség, amelyet a meleg kifújt levegő felfelé emelkedése okoz, és rossz minőségű friss levegő-keveredést eredményez. A padló alatti levegő mozgása körülbelül 2,5 méter/másodperc vagy annál nagyobb sebességgel segít megszüntetni a hőrétegeket. Több kiegészítő intézkedés szükséges a hőrétegek megszüntetéséhez. Az egyik ilyen intézkedés a kábelátvezetések lezárása. Ezen felül a szerverrácsok üres részeinek takarólapokkal történő kitöltése kulcsfontosságú lépés. Ezek az intézkedések biztosítják, hogy a hideg levegő kizárólag a perforált csempéken keresztül juthasson be, ahogy azt a tervezés előírja.

Központilag kezelt légáramlás: A CRAC-kimenet igazítása a csempeelrendezéshez

A kerülő légáramlás csökkentheti egy adatközpont hűtőkapacitását 25–40%-kal. Ennek oka, hogy a CRAC-egységek csökkentik a légáramlást azon kondicionált levegő esetében, amely nem érte el a szervereket. Számítógéppel segített folyadékmechanikai (CFD) vizsgálatok kimutatták, hogy a probléma megoldható a csempek pórusosságának más konfigurálásával, amely a szekrények hőmérsékleti zónáihoz igazodik. A 56%-nál nagyobb pórusosságú csempek valószínűleg levegőveszteséget szenvednek a legsűrűbb szekrényeknél. Ezenkívül a CRAC-egységek légáramlásának irányát úgy kell beállítani, hogy az illeszkedjen a csempek elhelyezéséhez az egész teremben. Ez maximalizálja a rendszerben fellépő nyomáskülönbségeket, amelyek meghatározó tényezők a hűtőrendszer hatékonyságában.

Összhangban álló légáramlás-kezelési stratégiák emelt padlós környezetekben

Az emelt padlók biztosítják a legtöbb hűtőrendszer infrastruktúráját, de igazán jól kiegészítik a rendszert, ha hatékony levegőáram-kezelési stratégiákkal kombinálják őket. A meleg és hideg folyosók elrendezése nem engedi meg a meleg visszatérő levegő és az érkező friss levegő keveredését. Ez lehetővé teszi a hőmérséklet stabilitásának javulását az egész folyosón. A megfelelően használt tömítőpanelok mellett a kábelmenedzsment-rendszerek lezárása jobb nyomásbefogadást tesz lehetővé a plenumban, miközben kb. 30%-kal csökkenti az energiaveszteséget. Az előre elkészített hőtérképek és számítógépes modellezés alapján mért aktuális körülményekhez igazított csempék innovatív alkalmazása növeli a rendszer változásokra adott reakcióképességét.
Ezen technikák kombinációja kb. 0,15–0,3 ponttal csökkenti a teljesítményfelhasználási hatékonyságot (PUE) jelzőszámot, ami valós javulást jelent a hűtőrendszerek és a szabályozott környezet hatékonyságában és megbízhatóságában.

GYIK szekció

Mi az emelt hozzáférési padló?
Egy emelt hozzáférési padló egy felemelt padlószerkezet, amely a padló alatti teret kábelezésre, légtechnikai rendszerekre és egyéb infrastruktúrára használja fel.

Hogyan segít a hűtésben az aljzati levegőterület?
Az aljzati levegőterület egy nyomás alatt álló levegőkamra, amely lehetővé teszi a kondicionált levegő egyenletes elosztását a melegpontok minimalizálása és a hűtési igényekhez való alkalmazkodás érdekében.
Milyen előnyök származnak a perforált lapok használatából a hozzáférési padlókon?
A perforált lapok javítják a hűtés hatékonyságát, mivel jobb áramlási lehetőséget biztosítanak a hideg levegőnek a szerverek bejáratai felé, így szabályozzák a szerverek környezetének hőmérsékletét.

Mit lehet tenni a hőmérsékleti rétegződés elkerülése érdekében?

Az aljzat alatti levegőrendszer folyamatos levegőcirkulációja, valamint a nyitott részek lezárása elősegíti a hideg levegő irányított és egyenletes elosztását.

Mit jelent a mellékáramlás, és hogyan lehet elkerülni?

A levegő átvezetése akkor fordul elő, amikor a kondicionált levegő visszakerül a CRAC egységekbe, mielőtt teljesen elosztódna; ennek elkerülése érdekében ajánlott a CRAC egységek kifúvási irányának beállítása a padlólapok rácsos elrendezésének megfelelően.