CRAC-Design-Upgrades vereinfachen die HLK-Wartung

Jun 11, 2023

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In den letzten 10 Jahren haben Anbieter die Wartung von Luftkühlungs- und Heizsystemen für Computerräume durch neue Motortypen, weniger bewegliche Teile, geringere Befeuchteranforderungen und mehr Sensoren für vorausschauende Wartung vereinfacht.

Diese Systeme tragen dazu bei, Überhitzung zu verhindern, die Temperatur zu regulieren und ermöglichen es den Anlagenteams, Luft und Wasser in großem Maßstab in der gesamten Infrastruktur zu verteilen. Computerraum-Klimaanlagen (CRACs) verwenden Kompressoren zur Kühlung und Computerraum-Luftbehandlungsgeräte (CRAHs) verwenden Wasser aus einem zentralen Kühler. Die Hardware- und Wartungsänderungen gelten jedoch für beide Optionen.

Die größte Verbesserung für Computerraumluftgeräte sind neuere elektronisch kommutierte (EC) Motoren, die Außenrotoren mit konzentrischen Direktantriebsventilatoren verwenden. Sie bieten Energieeffizienz, variable Geschwindigkeit und kleinere Abmessungen für Kühl- und Heizvorgänge. Diese Ventilatoren sind mindestens 30 % energieeffizienter als herkömmliche Motor- und Riemenantriebe gleicher Leistung.

EC-betriebene Ventilatoren sind kleiner, sodass Administratoren sie montieren können, um die Luftabgabe zu optimieren. Administratoren können diese Ventilatoren sogar unter dem Boden platzieren, wodurch die Luft direkt und in einem breiteren Muster abgegeben wird. Dadurch werden die Hochgeschwindigkeitsluftfahnen eliminiert, die Probleme bei der gleichmäßigen Kühlung verursachen.

Die Motoren für EC-Ventilatoren arbeiten grundsätzlich mit variabler Drehzahl. Unternehmen sparen Energie, wenn alle Klimaanlagen, einschließlich redundanter Einheiten, gleichzeitig mit reduzierter Geschwindigkeit laufen und nicht nach einem Zeitplan laufen. Setups, die die Lüftergeschwindigkeit verdoppeln, vervielfachen den Stromverbrauch um den Faktor acht; Durch die Halbierung der Lüftergeschwindigkeit wird der Stromverbrauch um 87 % reduziert.

EC-Motoren sind elektronisch, aber selbst mit eingebauten Schutzvorrichtungen sind sie anfällig für starke Spannungsspitzen und können durch Niederspannung abgeschaltet werden. Administratoren müssen Regulierungs- oder Schutzvorrichtungen in Betracht ziehen, wenn die eingehende Stromversorgung schlecht ist.

Bei diesen Motoren entfällt der Bedarf an Riemen, Riemenscheiben und Lagerteilen, wodurch Riemenschmutz und Dreck beseitigt werden, der viele CRAC-Wartungsprobleme verursacht. Auch die Motoren, Kühlschlangen, der Luftauslass und das Innere der Einheit sind sauberer, da abgedichtete EC-Motorlager keine Schmierung benötigen, wodurch Schmiermittelspritzer vermieden werden.

Sauberere CRACs bedeuten, dass weniger Schmutz in das Rechenzentrum gelangt und sich unter Doppelböden und in Serverfiltern ansammelt. Der Austausch von Filtern ist jedoch immer noch wichtig. Die meisten CRACs verfügen über Druckschalter, um die Einheiten abzuschalten, wenn verschmutzte Filter den Luftstrom behindern. Lüfter mit variabler Geschwindigkeit ändern jedoch ständig den Druck, was diese Schalter unzuverlässig macht.

Einige Hersteller bieten jetzt optionale Differenzdrucksensoren an, um Druckschalterprobleme zu lösen, und sie gehören bei vielen Reihengeräten zur Standardausstattung. Für Administratoren ist es immer noch am besten, die Filter regelmäßig zu wechseln und das Rechenzentrum sauber zu halten. Das bedeutet, dass Administratoren Geräte außerhalb des Rechenzentrums auspacken, Fußwischpads verwenden sollten, um die Schuhe sauber zu halten, feuchte Böden wischen und einmal im Jahr einen Reinigungsdienst für das Rechenzentrum in Anspruch nehmen sollten.

Die Servicepläne haben sich nur geringfügig geändert, mit der Ausnahme, dass die Anbieter keine Riemen, Riemenscheiben und Lager überprüfen müssen und die Kühlschlangen länger sauber bleiben. Anbieter messen den Motorstrom, da Unternehmen ihn immer noch für die Berichterstattung erwarten. Bei neueren CRAC-Einheiten ist dies jedoch keine besonders nützliche Messgröße. Dies liegt daran, dass EC-Motoren mit variablen Geschwindigkeiten laufen können und bestimmte Angebote über Sensorschaltkreise verfügen, um den Luftstrom nach Bedarf anzupassen.

Da die Anzahl der CRAC-Sensoren und die gesammelten Daten weiter zunehmen, kann das Servicepersonal einfachere Möglichkeiten finden, Probleme zu beheben oder eine Ursachenanalyse durchzuführen. Auch Facility-Teams können auf einige dieser Daten für die Berichterstellung und allgemeine Wartung zugreifen.

Einige Anbieter für das Infrastrukturmanagement von Rechenzentren geben an, dass KI anhand dieser Daten drohende Ausfälle vorhersagen kann, aber die Sensoren in CRACs sind universell einsetzbar und liefern nicht genügend Informationen, um für KI-Modelle nützlich zu sein. Darüber hinaus benötigen Unternehmen Vibrationssensoren für KI-Arbeitsabläufe und die Kosten und Neukalibrierungsanforderungen für Beschleunigungsmesser in Laborqualität sind unerschwinglich.

Die aktualisierten CRAC- und CRAH-Geräte sowie die ASHRAE-Richtlinien machen es nun unnötig, dass jedes CRAC über einen Luftbefeuchter verfügt, der das Gerät direkt unterstützt. ASHRAE TC 9.9 empfiehlt Administratoren derzeit, die Luftfeuchtigkeit mithilfe von Taupunktmessungen zu kontrollieren, anstatt die relative Luftfeuchtigkeit zu verwenden.

Viele CRAC- und CRAH-Geräte auf dem Markt verwenden keine internen Luftbefeuchter, sondern verlassen sich auf eigenständige Ultraschallgeräte im Rechenzentrum. Unabhängig vom Luftbefeuchtertyp – Dampfkanister, Infrarot- und Ultraschallbefeuchter – sollten die Anlagenteams gut gefiltertes Wasser, vorzugsweise entionisiertes Wasser, verwenden, um den Wartungsaufwand zu reduzieren, niedrige Luftfeuchtigkeitseinstellungen beizubehalten und Energie zu sparen.

Vertiv, Stulz und Data Center Resources sind einige Anbieter, die Nachrüstsätze anbieten, um herkömmliche Motoren und Gebläse durch EC-Motoren und Lüfter in älteren Klimaanlagen zu ersetzen.

Die daraus resultierenden Energieeinsparungen bei CRAHs können zu einem ROI von einigen Jahren oder weniger führen. CRACs schneiden mit Nachrüstoptionen nicht so gut ab, da die meisten über Kompressoren mit konstanter Kapazität verfügen. Wenn Administratoren die Lüftergeschwindigkeit reduzieren, aber die Geschwindigkeit des Kompressors mit variabler Kapazität nicht ändern, kann es zum Einfrieren der Spule und zu Abschaltungen kommen.

Unternehmen können den meisten herkömmlichen CRAH- und CRAC-Motoren auch Frequenzumrichter (VFD) hinzufügen, und das zu geringeren Kosten als EC-Lüfter, um Energie zu sparen. VFDs sind jedoch relativ groß, haben eine kürzere Lebenserwartung als die von ihnen unterstützten Motoren und erfordern möglicherweise Netzfilter für Oberschwingungen.