Modul în care aerul este gestionat în sistemul situat sub podeaua ridicată a unei clădiri

Modul în care plenumul de sub podea funcționează ca o cameră de aer presurizat

Sistemul de gestionare a aerului din plenumurile de sub podea utilizează spațiul situat sub panourile de podea ridicată ca o cameră de presiune pentru curgerea aerului. Atunci când aerul este condiționat în unitățile CRAC, acesta circulă prin zonă într-un mod care creează o stare de echilibru de presiune cu aerul din cameră. Datorită aranjamentului plenumurilor de sub podea, sistemul previne formarea unor zone fierbinți de temperatură în interiorul încăperii, dirijând aerul condiționat către locația dorită prin intermediul dalelor perforate amplasate în mod strategic. Sistemul este proiectat pentru a funcționa într-un domeniu optim de presiune și fără modificări semnificative ale debitului de aer, asigurând astfel cea mai bună performanță posibilă în răcire și oferind un mediu stabil pentru managementul IT.

Fizică și performanță: livrare diferențială de presiune la intrările serverelor

Răcirea direcționată funcționează pe baza principiului variației de presiune în interiorul plenumului și la intrarea aerului în server. Acest principiu se bazează pe o lege aproape necunoscută a fizicii, numită principiul lui Bernoulli. Atunci când se creează o presiune în plenum, aerul este dirijat către zonele cu presiune mai scăzută, adică spre intrările serverelor. În cazul nostru, viteza fluxului de aer a crescut cu 25 % comparativ cu vechile sisteme de răcire de sus. Provocarea constă în poziționarea corespunzătoare a dalelor pe podeaua centrului de date pentru a profita de variațiile de presiune. Centrele de date care prezintă o diferență de presiune de 0,05 inch coloană de apă în plenum înregistrează, în medie, o scădere a temperaturii la intrarea aerului în servere cu 4 grade Celsius. Această concluzie provine dintr-un studiu realizat de Uptime Institute în 2022.

Podelele noastre de acces cu creșteri măsurabile ale eficienței răcirii prin flux de aer: avem un exemplu concret de diferență de temperatură măsurată de 4,3 °C, care corespunde amplasării strategice a unei dale perforate.

Controlul temperaturii aerului pe care serverele îl absorb este îmbunătățit prin amplasarea optimizată a plăcilor perforate. În special, atunci când dispunerea plăcilor corespunde zonelor fierbinți ale rack-urilor de servere, aerul rece poate fi direcționat fără obstacole către intrările serverelor, fără a fi risipit în recircularea aerului evacuat. Am reușit să obținem rezultate semnificative cu această abordare, deoarece diferențialele de temperatură la intrarea și ieșirea din servere au fost măsurate ca fiind cu 4,3°C mai mici. Această îmbunătățire a diferențialelor de temperatură este absolut esențială pentru menținerea integrității răcirii, pe măsură ce configurațiile IT ale companiei continuă să evolueze.

Optimizare bazată pe CFD: Modelare în timp real a curgerii aerului pentru reducerea PUE

Utilizarea modelării prin Dinamică Computatională a Fluidelor (CFD) arată exact unde se acumulează căldura în mod ineficient și ilustrează modul de efectuare a ajustărilor în elemente precum numărul de perforații existente în plăcile de podea, amplasarea acestor plăci și alinierea unităților de răcire. Cercetarea realizată de Laboratorul Național Lawrence Berkeley în 2024 afirmă că valorile indicelui PUE scad cu aproximativ 0,15 folosind această metodă, comparativ cu metodele bazate pe presupuneri. Această reducere nu pare semnificativă la prima vedere, dar costurile de răcire asociate acestei scăderi scad cu aproximativ 18%–30%. Valoarea reală provine din sistemele care monitorizează în mod continuu și controlează activ volumul debitului de aer pentru a-l adapta cerințelor serverelor. Aceasta elimină punctele fierbinți care deteriorează echipamentele și previne trecerea aerului cald în afara zonelor țintă, recent răcite.

Eliminarea punctelor fierbinți prin uniformitatea distribuției aerului

Sistemele de răcire cu flux de aer pentru podelele ridicate elimină cu succes punctele fierbinți termice, nu prin răcire excesivă, ci prin distribuția uniformă și dirijată. Atunci când sunt proiectate și implementate corect, aceste sisteme previn scurtcircuitarea aerului rece și recircularea aerului cald, rezolvând în cele din urmă punctele fierbinți care depășesc limitele termice ASHRAE cu până la 13,66.

Depășirea stratificării termice prin fluxul constant de aer sub podea

Stratificarea termică este un fenomen cauzat de ridicarea aerului cald evacuat, care conduce la o amestecare de calitate scăzută a aerului de alimentare. Mișcarea aerului sub podea, la o viteză de aproximativ 2,5 metri pe secundă sau mai mare, contribuie la desfacerea straturilor termice. Sunt necesare mai multe măsuri suplimentare pentru a desface aceste straturi termice. Una dintre acestea este etanșarea trecerilor pentru cabluri. În plus, umplerea spațiilor goale din rack-urile pentru servere cu panouri de acoperire este o măsură esențială. Aceste măsuri asigură faptul că aerul rece este livrat exclusiv prin plăcile perforate, conform proiectării.

Debit de aer gestionat centralizat: alinierea debitului de aer al unităților CRAC cu dispunerea plăcilor

Debitul de aer de derivare poate reduce capacitatea de răcire a unui centru de date cu 25–40%. Acest lucru se datorează faptului că unitățile CRAC reduc debitul de aer pentru aerul condiționat care nu a ajuns la servere. Dinamica computațională a fluidelor a demonstrat că această problemă poate fi rezolvată prin utilizarea unei configurații diferite a porozității plăcilor, corespunzătoare zonelor de temperatură ale rack-urilor. Plăcile cu o porozitate mai mare de 56% tind să piardă aer către rack-urile cele mai dense. În plus, direcția debitului de aer a unităților CRAC trebuie să fie aliniată cu poziționarea plăcilor în întreaga sală. Aceasta maximizează diferențele de presiune din sistem, care reprezintă factorul determinant al eficienței sistemului de răcire.

Strategii coerente de gestionare a debitului de aer în medii cu podea ridicată

Podelele accesibile oferă infrastructura pentru majoritatea sistemelor de răcire, dar completează cu adevărat sistemul atunci când sunt combinate cu strategii eficiente de gestionare a fluxului de aer. Configurațiile tip „coridor cald/coridor rece” nu permit amestecarea aerului returnat călduros cu aerul de alimentare care intră. Acest lucru asigură o consistență mai bună a temperaturii în întregul coridor. Utilizarea corectă a panourilor de umplere, împreună cu etanșarea sistemelor de gestionare a cablurilor, permite o mai bună conținere a presiunii în spațiul de distribuție (plen), reducând în același timp consumul inutil de energie cu aproximativ 30%. Utilizarea inovatoare a plăcilor, bazată pe condițiile actuale măsurate prin hărți termice și modelare computerizată, duce la o reacționare mai bună la modificările sistemului.
Combinarea acestor tehnici va determina o reducere a indicatorului de eficiență energetică (PUE) cu aproximativ 0,15–0,3 puncte, ceea ce reprezintă o îmbunătățire reală a eficienței și fiabilității sistemelor de răcire, precum și a mediului controlat.

Secțiunea FAQ

Ce este un podea accesibilă ridicată?
O podea ridicată este o structură de podea elevată care utilizează spațiul situat sub ea pentru cabluri, sisteme HVAC și alte infrastructuri.

Cum ajută un plenum sub podea la răcire?
Un plenum sub podea este o cameră de aer presurizată care facilitează o distribuție uniformă a aerului condiționat pentru a minimiza zonele fierbinți și pentru a se adapta nevoilor de răcire.
Care sunt beneficiile utilizării plăcilor perforate în podelele accesibile?
Plăcile perforate îmbunătățesc eficiența răcirii, permițând o circulație mai bună a aerului rece către intrările serverelor, astfel controlând temperatura din jurul acestora.

Ce măsuri pot fi luate pentru a evita stratificarea termică?

Circulația constantă a aerului sub sistemul de podea, precum și etanșarea golurilor deschise, pot promova o distribuție controlată și uniformă a aerului rece.

Ce înseamnă fluxul de aer de derivare și cum poate fi evitat?

Curgerea aerului în derivare are loc atunci când aerul condiționat este returnat unităților CRAC înainte de a fi complet distribuit, iar pentru a evita acest fenomen, se recomandă configurarea debitului unităților CRAC în conformitate cu proiectarea grilei plăcilor.