Témata
Reklama

Co všechno dokáže ovlivnit horký vzduch?

Slyšíme-li o úsporách energie v datovém centru, ihned nás napadnou vícejádrové procesory, SSD disky a Blade servery. To je sice správné, ale minimálně stejně efektivní, ne-li dokonce účinnější, jsou jednoduché konstrukční změny v datovém sále v podobě uzavření mezirackové uličky. Správně umístěné stěny a stropní prvky dokážou snížit zatížení chlazení o více než 10 procent.

Tam, kde dříve stačily jednoduché serverové místnosti, musí dnes stát datové centrum. Neustále rostoucí poptávka po IT službách plní podnikové místnosti dalšími řadami serverových skříní. Samotné servery jsou stále výkonnější a soustředí do serverové skříně čím dál vyšší výpočetní výkon. Podle toho, zda se používají běžné servery nebo blade servery, může v současnosti serverový rozváděč generovat až 30 kW odpadního tepla, které musí příslušné chladicí zařízení z datového centra nějakým způsobem odvést. Mnohá datová centra však nebyla od doby svého vzniku nijak upravována, a proto jsou konstrukčně zastaralá.

Reklama
Reklama

Problematika cirkulace vzduchu

V řadě datových center, která vznikla v posledních letech, bylo chlazení řešeno jen aktivním chlazením pomocí klimatizace. Problém však představuje smíchávání studeného a teplého vzduchu v mezirackových uličkách. Rozváděče totiž stojí v řadách naproti sobě a vytvářejí tak paralelní uličky, studenou uličku na přední straně rozváděčů, kde se vzduch nasává, a teplou uličku na výfukové straně. Při oběhovém chlazení je ochlazený vzduch vyfukován do studené uličky zespodu děrovanou dvojitou podlahou na přední straně skříní. Alternativně se však dá chladný vzduch přivádět také mezi jednotlivými serverovými skříněmi, tento postup se nazývá řadové chlazení. Zda je lepší použít oběhové nebo řadové chlazení, závisí na konstrukčních podmínkách a také na tepelném zatížení serverového rozváděče. Oběhové chlazení zpravidla nedokáže odvádět více než 6 kW odpadního tepla na skříň. Při vyšších hustotách výkonu se tedy musí použít řadové chlazení.

Uzavření mezirackové uličky může snížit energetickou spotřebu chlazení o více než 10 procent.

Jakmile se studený vzduch dostane do studené uličky, servery nasají ochlazený vzduch, který poté, co se ohřeje na teplotu odpadního vzduchu, odvádějí na své zadní straně do takzvané teplé uličky. Zde teplý vzduch stoupá nahoru ke stropu, odkud je potrubím nasáván zpět do chladicího systému, čímž se uzavře cirkulační cyklus. Mezi stropem a skříní existuje meziprostor, v němž se teplý vzduch vyfukovaný ze zadní strany rozváděčů může dostat dopředu k sacím otvorům serverů. Studený a teplý vzduch se tak smíchá. Na základě této zpětné vazby nutně klesá účinnost celého chladicího systému.

Uzavřená ulička brání vstupu horkého vzduchu

Při plánování datových center se tato recirkulace často vůbec nezohledňovala. Jednoduché konstrukční úpravy přitom umožňují dosáhnout právě v oblasti chlazení, výrazně vyšší účinnosti. Výhody uzavřené uličky objevuje čím dál tím více podniků. Pomocí konstrukčních opatření se od sebe zcela oddělí studený a teplý vzduch. Protože se proudy vzduchu nemohou promíchávat, stoupá účinnost chladicího systému a přirozenými důsledky jsou snížení spotřeby energie a zvýšení rezervy výkonu chladicí techniky.

Při zakrytí uličky se od sebe oddělí strana sání a strana vyfukování vzduchu z rozváděče. U stropu se většinou používají transparentní deskové materiály, protože nad zakrytím visí osvětlení místnosti. Bočnice mohou být z plechu nebo plastu, s příslušnými systémy dveří pro přístup k řadám skříní. Téměř vždy jsou integrovány velké skleněné plochy, které umožňují snadnou kontrolu a přehled o serverech.

Důležitou roli samozřejmě hraje také požární bezpečnost, obvykle jsou dodrženy alespoň požadavky podle DIN 4101/B1 (nehořlavost). Trysky hasicího zařízení se nacházejí uvnitř uzavřené uličky, takže když plyn při požáru proudí dovnitř, může docházet k přetlaku, který však redukují příslušné odlehčovací klapky ve stropní části uzavřené uličky.

Funkční a elegantní

Ve starších datových centrech nebývají rozváděčové řady homogenní, takže je třeba vyrovnat rozdílné výšky a hloubky rozváděčů. Nejsnadněji lze uzavřenou uličku naplánovat u relativně nových datových center, v nichž všechny rozváděče pocházejí od stejného výrobce. Jaké řešení uzavření uličky se použije, závisí na více faktorech. Mnozí zákazníci hledají především rychlé a levné řešení například v podobě průhledných plastových závěsů. Na druhé straně poskytovatelé hostingových služeb, kteří umožňují zákazníkům prohlídku svých zařízení, více dbají na vzhled. Ti pak chtějí, aby jejich datová centra byla nejen funkční, ale rovněž atraktivní.

Oddělení studeného a teplého vzduchu

O uzavřené uličce hovoříme v případech, když můžeme fyzickým oddělením vytvořit buď studenou uličku (na straně sání) nebo teplou uličku (na straně výfuku vzduchu). Zpravidla je využívána pouze varianta uzavřené studené uličky, protože výrobci serverů specifikují teplotu přiváděného vzduchu a v případě studené uličky lze tuto hodnotu lépe kontrolovat. Ve výjimečných případech může být však užitečná také uzavřená teplá ulička. O tento případ se jedná například tehdy, jestliže ve velkém datovém centru, které je chlazeno pouze cirkulací vzduchu dvojitou podlahou, některé serverové rozváděče generují extrémně vysoké tepelné zatížení. Toto velmi horké odpadní teplo se nesmí dostat do oběhového systému a toho lze velmi efektivně a rychle dosáhnout uzavřením teplé uličky. Bez ohledu na použitou metodu znamená uzavřená ulička v konečném výsledku kompletní oddělení teplého a studeného vzduchu a tím co nejlepší regulaci provozní teploty serverů.

Důležitá je takzvaná „ideální teplota“ serverů, která se liší v závislosti na výrobci a prostředí. Standardizační organizace American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) doporučuje hodnoty od 18 do 27 °C, v praxi se tato hodnota nastavuje na 20 až 25 stupňů. Aby byla u sacích otvorů serverů dosažena teplota 18 stupňů, musí být produkován vzduch se vstupní teplotou zhruba 15 stupňů. Tato vstupní teplota je rozhodující pro účinnost chladicího okruhu. Čím vyšší vstupní teplotu zvolíme, tím nižší je vynaložený chladicí výkon a tím i energetická spotřeba chladicích jednotek.

Bez použití principů uzavřené uličky lze správnou teplotu serverů regulovat pouze pro dílčí úseky serverových skříní. Přímo u výstupu proudu vzduchu z chladicího potrubí ještě převládá požadovaná teplota, nicméně čím větší je vzdálenost serverů od tohoto místa, tím více roste teplota tohoto vzduchu vlivem recirkulace. Vznikají tak ložiska tepla, na která chladný vzduch nedosáhne, a tím i velké odchylky v celé uličce se serverovými skříněmi. Pouze uzavřená ulička zaručuje uživateli správnou teplotu serverů na větší ploše.

Řešení od systémového dodavatele

Výhody relativní jednoduchosti a dosažení významné energetické účinnosti vyvolávají velký zájem o princip uzavřené uličky. Datové centrum je velmi důležitým místem v podniku, a proto zákazníci kladou u dodavatele vysoké nároky na jeho výkonnost a spolehlivost. Navíc pouhé uzavření uličky nestačí, neboť v souladu s novým „uspořádáním“ prostoru se také musí upravit stávající chladicí systém. Je tedy velmi důležité využívat služeb systémového dodavatele, který má hluboké znalosti o rozváděčích, chlazení, o systému nepřerušitelného napájení UPS a může dodat monitorovací a měřicí systémy, jako například jednotky PDU, včetně softwaru. Promyšlený koncept Rittal – The System poskytuje řešení v oblasti rozváděčů, rozvodů proudu, chlazení a IT infrastruktury, včetně softwaru a služeb, napříč všemi sektory průmyslu.

Martin Pojer

Rittal
chromec.m@rittal.cz
www.rittal.cz

Reklama
Vydání #12
Kód článku: 131236
Datum: 17. 12. 2013
Rubrika: Výroba / Vzduchotechnika
Autor:
Firmy
Související články
Urychlete svoji digitální transformaci

Jak může strategie digitální transformace, jejíž součástí je přechod na moderní distribuovaný řídicí systém, pomoci výrobcům dosáhnout vyšší produktivity, ziskovosti a snížit rizika? To se dozvíte, pokud se začtete do následujících řádek.

Chytré brýle pro průmysl

Chytré brýle a rozšířená realita se v posledních letech staly dalším trendovým tématem v průmyslovém prostředí. Na rozdíl od umělé inteligence, která je založena na strojovém učení a u které jsou stroje určeny k dlouhodobému nahrazení lidského faktoru, sleduje rozšířená realita jiný cíl: podporovat člověka v průmyslových procesech. Zde vstupuje firma Ayes, která představuje jedničku v oblasti hands-free technologií pro průmysl, chytré brýle RealWear HMT-1.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Související články
Propojené procesy a inteligentní výroba

Světové potravinářské společnosti se povedlo sloučením informačních a provozních technologií propojit procesy, lidi a technologie. Přineslo to zvýšení produktivity, méně papírování i úspory energií. S transformací pomohla společnost Rockwell Automation svým konceptem Connected Enterprise.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ozubené řemeny v pohonech ekologických taxi člunů

Britská firma vyvinula hybridní pohon pro 550 vodních taxíků pro Benátky. Kombinace dieselového motoru a elektromotoru zde snižuje hluk, emise i náklady, přičemž vysoce výkonný řemen Synchrochain Carbon umožňuje použití kompaktního motoru s nízkou hmotností.

Cesta k inteligentní výrobě

Existuje pádný důvod, proč je vytvářen globální tlak na rozvoj inteligentní výroby – díky důslednému propojování výrobních podniků a zajištění zásadních výrobních informací přináší výrobcům téměř neomezené příležitosti ke zlepšování provozních operací či vytváření přidané hodnoty a usnadňuje odpovědi na otázky, jak řešit nedostatek pracovníků s odpovídajícími schopnostmi.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Pokrytí výroby materiálem

Řadíte se ke skeptikům, nebo k optimistům v zavádění Průmyslu 4.0 v českých podnicích? V době, kdy plným proudem běží kampaň na podporu Průmyslu 4.0 a kdy se jednotliví výrobci zařízení předhánějí v nabídce, jak podpořit automatizaci, se název článku může zdát už jako z minulého století.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

První standardizované datové centrum

Společnost Rittal představuje svou světovou novinku – standardizované datové centrum RiMatrix S, které prostřednictvím roadshow předvádí potenciálním zájemcům. Datové centrum vestavěné do ISO kontejneru a naložené na černém tahači projede od jara do podzimu celou Evropu. Koncem dubna bylo k vidění v České republice.

Produktová data a hledání vlastní cesty

V společnosti Hestego se vytvářejí tři hlavní řady produktů - kapotáže strojů, teleskopické krytování pohyblivých os strojů a produkty zakázkové výroby. Produkty se navrhují na základě správně pochopené myšlenky zákazníků. Nutnou podmínkou pro výrobu prvních kusů produktu je zvládnutí technického řešení a technologie výroby.

Automatický systém aktivního řízení lunet pro ustavení klikových hřídelí při opr

Systém řeší specifické problémy charakteristické pro třískové opracování klikových hřídelí pro pístové motory určené především pro lodní průmysl. Nepřesné uložení klikových hřídelí při opracování se projevuje tzv. dýcháním velikosti v řádu mikronů. Dýchání hřídelí při otáčivém pohybu během opracování je způsobeno pružností hřídele, její hmotností a tím, že osa otáčení nesouhlasí přesně s osou hřídele a má přímý vliv na celkovou přesnost zalomené hřídele. Hodnoty dýchání příslušné k jednotlivým zdvihům se obecně mění v závislosti na úhlu natočení hřídele. Je-li však hřídel přesně ustavena, potom při jejím otáčení nenastává žádné dýchání. Původní technologie je řešena ručním nastavením podpěrných sil oscilačních lunet bez jakékoliv automatizace.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit